JP3343980B2 - 適応制御人間補助システム - Google Patents

適応制御人間補助システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、広く懸吊した作業ス
テーションを動かしたり方向づけするための適応制御人
間−補助システムに関する。特に、これには限らないけ
れども、プラットホームを制御された運動でコーディネ
ートされた作業をする、労働者によるロード操作、木の
剪定およびその他の作業をさせる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】そのような装置の代表的な例は、果物ピ
ッカ（摘果人）を支える作業用のプラットホ−ムであ
る。そこで本発明はそのようなピッカが指示するプラッ
トホームの連続的にまたは間欠的な制御された運動およ
び位置決めをし、一方ピッカは同時に、果物に接近して
それをもいだり、取り入れたりする。いくつかの例にお
いて、本操作者必ずしも作業ステーション上に、いなく
てもよく、地上または他の機械構成上の位置にいてもよ
い。そのような使用の例が剪定（刈り込み）にある。こ
こで、遠く制御された関節式の刃物は本作業ステーショ
ンに装着されることができる。本断裁機を置いて、例え
ば、地上の他の位置でオペレーターによって刃物を位置
決めして作動してもよい。
【０００３】もっとも幅広い見地において本発明は、他
の機器状況において有効である。例えば、彼（女）達に
作業オペレーションを種々の空間の位置で実行するのを
可能にすることは、労働者や他の作業者を所望の位置に
置かせるために望まれる。そのようなオペレーション
は、製造または検査、そして機械の構造の修理、本試
験、復元または外装の除去、あるいは輸送配置、そして
機器または材料の回収、そして他の状況を含んで、ここ
で本労働者作業の空間の３次元の位置決めおよび方向付
けは、必要である。本願明細書では、本発明の好ましい
実施例が、樹木作物用に利用されるものとして、ロード
・マニプレータ装置および荷物ハンドラ装置が説明され
る。
【０００４】労働者を種々の木ブランチに隣接して、刈
り込みを始めとする剪定、受粉、木の実収穫等の作業を
容易にするため昇降配置する可動及び固定のいくつかの
構造が今まで提案された。例に、果物ピッカは、プラッ
トホ−ム上に支持される。これはバケットの形であるこ
とができる。そして本プラットホ−ムは、摘果位置に本
ピッカをもたらすために動かすよう動力を供給される、
関節式の構成で中吊りされる。ピッカのボデ−の作業に
関連した位置決めの要求に答えて作動されそして、これ
によりプラットホ−ムを望まれた方向と速度で動かす電
気流体制御系による種々の支え部材が同じく以前に提案
されている。そのようなシステムは、米国特許第338420
1 号において記載される。この例では、プラットホ−ム
は、平滑面内で往復運動をするように構成された直線状
のア−ム上に装着される。このア−ムは、また垂直のリ
フト- ブーム上に装着される。横にプラットホ−ムの側
方向へ運動が、ブームの回転によって提供される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置は、直線の運動が垂直面で行われる支持構造の乗り物
にだけしか適用できないコントロール限界を有する。バ
ケット・プラットホ−ムの運動は、プラットホ−ム上の
人のボデ−の作業に関連した作業によって造られた入力
を使って種々の電気流動体コントロールの直接の指令に
よって制御される。これは、本装置の用途および適応性
を限定する。
【０００６】果物ピッキングにおける、そして他の拡張
された多量の多重位置作業における人間−機械作業効率
を最適化するために、機器を利用している労働者の作業
状態のその運動作業に関連した指示信号が直接入力プロ
ダクトであることが重要である。本作業ステーションの
運動が、速く、そして正確でなければならない。また、
密接に、人間操作者の自然の刺激−決定−動作能力に常
に対応していなければならない。これらのプラットホ−
ム位置決め性能要件に対して並列して起こる問題はプラ
ットホ−ム懸吊をより単純で、そしてより効果的に動か
す構造が汎用運動アクチュエ−タによって駆動する時、
本来的にその方向と、そして速度応答が非線形であると
いう事実である。米国特許第3384201 号記載のピッカの
ボデ−で、コントロール入力を発生させた、そして比較
的に複雑な直線の直立面のプラットホ−ム運動を特徴と
するものは、これらの可動のプラットホ−ムの運動要求
に合う１つのアプローチである。
【０００７】作業プラットホ−ム・可動性およびその位
置の柔軟性の要求のレベルを達成するには、さらにより
多くの重要な要求が存在する。それは、全体の動力を供
給された構造およびそのコントロール・システムが本質
的に操作の安全性の高いレベルの達成を具体化すること
である。これらの基本的な目的をなしとげる際の諸困難
は、人間−機械システムが機能しなければならない操作
環境によって増加する。木の実の収穫作業は、これらが
最も要求される環境の１つである。典型的に木の実収穫
のピッカは、このプラットホ−ムから連続的にその位
置、もぎとりおよび処置に彼の主な注意力を集中させて
働かなければならない。彼の作業は、各木の葉ラインの
表面の内部の果物を集めるために彼の手を周期的に挿入
させて動くことを必要とする。彼のプラットホ−ムに乗
った収穫容器一杯に満たしたとき、彼は、すべての介在
している木および機械構造を避けて、迅速に荷取扱い容
器を動かして、そして彼の捕集した容器をからにする。
次に彼は、速く、そして安全に現在の収穫点に引き返さ
なければならない。
【０００８】彼の機械の作業範囲内に位置する木の実が
収穫されたとき、操作者は、機械上の彼の作業ステーシ
ョンをドックに入れて、そして次の収穫位置に動かなけ
ればならない。この装置は、耕されたフィールド上の、
あぜ道、うね、または溝上でしばしば働くことが可能で
なければならない。それは、同じく、未耕作の果樹園エ
リアおよび山腹木立ちにおいて作業することができるこ
とを要求される。そのような土地を通過するためにプラ
ットホームがドックにある構成にしたとき、それが優れ
た引張りおよび低い重心の運搬システムを有せねばなら
ない。可動性のプラットホ−ムが完全に、作業すること
を期待されているすべての土地条件の下での十分の安定
度を保証するために、本アセンブリの基部・プラットホ
−ムに、自己水平アウトリガ（張り出し）システムが備
わっているようにもできる。木の実の収穫、木立ちおよ
び果樹園は、通常単位エーカー当りの生産を最大にする
ために植えられた木が行列をなしている特徴がある。こ
れらの木が熟すると、時には列の間の空いた間隔が、手
足がからみ合うまでに狭くなる。これらの狭いおよび回
廊の混雑した天蓋の中の場合でも、機械及びその可動性
のプラットホ−ムは、安全に、そして高い作業効率で作
業する能力がなければならない。
【０００９】前述の要求事項および考慮により、本発明
の主要な目的は、大いに改良された３次元に可動性の作
業ステーション装置を提供することである。１つはダイ
ナミック作業環境における操作者の多様な作業性能要件
の十分な増大を提供することができ、そしてまた、等し
く、同時に監視して、作業場所の基礎の上の操作安全性
に積極的に寄与することができるものである。
【００１０】更に詳細には本発明の目的は、操作者のボ
デ−位置決めを監視することによって、空間の位置決め
指示信号を引き出すことができ、作業している位置を制
御する全構造を作動するプロセスにおけるこれらの指示
信号に応答して装置の場所の変数に取り戻してプロセス
を調整する多くの機能適応制御システムを、組み入れた
改良された３次元可動の作業ステーション装置を提供す
ることである。次に、設定された安全或いは能力決定機
能が犯されたとき、適当なプラットホ−ム運動応答を生
成するか、あるいはそのような指示信号の実施に介入し
て安全を図る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】様々な目的のために、そ
してオペレーションの種々のモードにより、本発明は、
回転できる入れ子式の伸縮ブーム機械を含む動力を供給
された関節式の作業ステーション懸吊システムをもつ、
種々の形式の機械に付けられることができる。広く、作
業ステーションを制御可能に運動させる手段は操作者に
よって動かれたときアクティヴェイターの運動指向させ
るかあるいは指示部材を指向させるキーを検出するため
の検知手段と、或る軸に対し相対的に指示部材を運動さ
せる手段と、そのような運動に関する信号を発生する手
段と、支持構造の部材を作動させてこれにより作業ステ
ーションは、望まれた位置に動かされる手段と、そして
連続的に位置及び他の操作ファクタを監視する装置とよ
りなる。現在の状態変数に応じた構造アクチュエ−タへ
の連続的に適合させているコントロール入力手段が、操
作者の指示信号に応じた、正確な運動直ちに行わせる。
従って、この制御系は、或る軸に関する指示部材の運動
を検出して、そしてそのような運動に関する出力を発生
し、前記軸に関する作業ステーション同様のまたは位置
選択運動をさせる。果物摘果装置に適用されかつ、直接
の応答モードで操作される、指示部材は、ピッカのボデ
−に連結されて、水平な運動が必要であるとき、ピッカ
は、もたれるか、あるいは所望の運動方向に行こうと努
め、結果として位置決めの方角に比例したプラットホ−
ムの方向の運動になる。プラットホ−ムおよびピッカの
垂直の運動は、ピッカの足のステップアップ・ステップ
- ダウンのいずれかの運動による類似の態度で指向させ
る。水平運動のための指示部材が、本制御系の残余の部
分に可撓的に連結されピッキング・バケットの範囲内で
ピッカの運動の完全な自由を許容する。指示部材によっ
て発生した信号が、プラットホ−ム支持システムの機械
構成の連続的軌道を維持するマイクロプロセサの中央制
御プロセッサへ伝達されて、そして提供された機械の種
々の部材の有効かつ安全な所望の位置決めの制御運動を
提供する。他のオペレーションでは操作者の位置は、装
置上の他の位置または地上に位置させてもよい。このよ
うな例において、作業プラットホ−ムまたは他の作業効
果子を指向させるのに使ったオペレータ・インタフェー
スまたは指示部材は、容易に、操作者の自然の作業に関
連したボデ−の運動を最適化するために再構成され、装
置の作業を行わせる。
【００１２】このタイプの制御系の柔軟性は、個々の操
作者の特殊なニーズまたはハンディキャップに合わせて
インターフェイスを適合できるものである。果物摘果お
よび同様の作業に本発明を応用するための構成された機
械システムには、垂直軸を中心として回転するように装
着された柱脚が用意され、入れ子式のブームは、柱脚の
頂上端に、水平軸を中心として回転運動するように装着
されている。
【００１３】この入れ子式のブームの他の端に作業プラ
ットホ−ムが回動すべく装着されている。この柱脚を独
立に回転させる手段は、ブームを上げたり、延長させた
り、そして引込めたりする。そしてこの柱脚およびブー
ムの運動を行わせて、制御する使用者による作動コント
ロール手段により、プラットホ−ムは、所望された位置
に動かれる。たとえば、ブームに対してプラットホ−ム
や作業効果子を回転したり位置決めしたりする他のエレ
メントを同じく移動させる手段を用意することができ
る。関節接続した作業プラットホ−ム懸吊構造を、土
地、作業環境を通して動かすための手段が、作業の能力
がある、動力を供給されたキャリッジ（搬送機）形で提
供されることができる。必要に応じてこのキャリッジ
は、懸吊構成を平らにしたドックに入れられた位置から
の作業プラットホ−ムへの運動が許容される前に自動的
に地上支持基部を延長させるアウトリガ・システムをつ
けることができる。
【００１４】前述の装置において、非常に簡単である、
有効な、そして信頼できる工学構造を設け、ここでプラ
ットホ−ム・フレーム従って、人や作業効果子は、支持
され、これにより種々の部品上に不当な過度のひずみを
なしに任意の仕事位置に空間的に３次元的に変移される
ことができて、そして位置決めされることができる。支
持構成およびオペレータ・インタフェースにすえ付けら
れた連続的に適応のコントロール手段は、操作者作業に
関連したボデー運動から得られる機械システム運動指示
信号のための手段とこれらの指示信号を処理する、プロ
グラムできるマイクロプロセサと連続的に両立できるア
ナログやディジタル物理的状態センサ、供給している連
続的に変化するアナログ電圧のための多重チャネル手段
または電流コントロール・アウトプットの正味作業を監
視する多重チャネル手段および両立できる電気流体やコ
ントロール・アウトプットに従って比例してプラットホ
ーム支持構造のエレメントを作動させるための電気機械
手段とを一体化する。本発明はこの機構およびコントロ
ールのこの組合せを通して、操作者の３次元運動および
位置決め指示信号に応答して正確迅速に、そして信頼で
きるように運動の方向と速度を制御する。本発明に組み
入れられたコントロール・プロセスは、作業処理する選
択的な変更のモードを含む場面の変数に従って構造の運
動応答を容易に、そして連続的に修正するためにプログ
ラムされることが本来的にできる。
【００１５】本発明の上述の、そして他の新規の機構お
よび利点が、添付図面に関連した以下の実施例の説明か
らいっそう容易に、確かに理解させられるであろう。
【００１６】
【実施例】図１から図５は、中央の柱１３上の一端１２
に装填された伸張した柱脚１１を有する動力を供給され
たシャーシ１０を含む装置の形をした本発明の実施例を
示す。柱脚１１は、垂直軸の回りでこの軸として回転す
ることができる。本軸受台の他端１１には、入れ子式ブ
ーム１５が装填される。本ブームは、水平軸の回りで上
昇のため枢動可能に旋回軸１６の一端に装着される。本
例において、ブーム１５は、１つの固定された１５ａお
よび２つの伸張可能な１５ｂ，１５ｃを有する。本ブー
ムの終端に、旋回軸１６から離れて、プラットホ−ムま
たは作業ステーション１７が装填され、バケットの形で
示されている。
【００１７】車輪２０上の可動性のシャーシは、後端に
電力源２１を有する。電力源２１は、軸受台、ブーム、
スタビライザーおよび他の機構のオペレーションのため
の流体圧ポンプを含む。たとえば、ブームが流体圧ラム
２３によって上がられ、そして本ブームの部分が流体圧
ラム２４によって同じく延びられる間、柱脚が、流体圧
モ−タによって回転されることができる。懸吊構造があ
らゆる空間位置に回転上昇、及び下降する間、さらなる
流体圧ラム３０が一定レベル姿勢にプラットホ−ムを維
持するために使われる。アウトリガー２２は、拡張され
た支持基部を提供し、支持構造が展開されるべき位置に
おいて機械を予め水平にするのに使われる。
【００１８】図２は、右側からの、そして地面走行態様
作業プラットホ−ムがドックに入れられた時の装置を示
す。図３は、横方向に伸びた、柱脚１１とブーム１５を
示す背面図であり、柱脚１１が柱１３上で枢動されてい
る。図４および図５は、使用状態にある装置を示す。図
４に示した前部の端面図において２つの異なる位置に置
かれたブームが非伸張の状態で柱脚およびブームが、横
方向に位置付けられている。その１つは、本シャーシよ
り上のプラットホ−ム１７における最大の上昇位置で、
第２は、ブームが本プラットホームのために中間の高度
で横側に伸びた中間の位置である。図５において、本軸
受台およびブームが本シャーシの前軸および機尾軸に沿
った４つの異なる態様のブームを示す。ひとつは、プラ
ットホ−ム１７が最大高さ位置付けられたものを示し、
第２は中間の高さおよび前方位置におけるプラットホ−
ムを示し、そして最後は、ブームが水平でプラットホ−
ムが中間及び十分に延びた位置にあるものを示す。
【００１９】図１〜図５から、拡張された作業領域（例
えば、果樹園）にわたって仕事プラットホームおよびそ
の可動性の懸吊構造を輸送し、位置付けるために、本発
明が、あらい地面に有能な運搬装置をいかに使用するか
分かるであろう。このアセンブリがどのように、そのよ
うな作業領域の範囲内で明確な勾配及び／又は表面不規
則性に適応するために必要な次元の大きさの水面安定懸
吊構成基部を提供することができる動力を供給されたア
ウトリガ・システムに適合するかも分かるであろう。さ
らに、垂直軸の回りで３６０度以上回転し、水平軸の回
りに９０度以上を上昇し、そして線形にブーム軸に沿っ
て入り子式に伸縮することができる機械的に単純なブー
ム構造が、常に水平にされた作業プラットホ−ムを軌道
に沿って、さらに障害の無いブームの最大および最小の
伸張角度部分によって画成される半球体積の範囲内のあ
らゆる選択された位置に、移動させるのにどのように使
用されるか分かるであろう。
【００２０】樹木作物収穫を始めとする用途におけるプ
ラットホ−ムの十分な作業性能能力を実現するために、
人間にリンクされた制御インタフェースが、作業プラッ
トホーム１７に組み入れられる。このインターフェイス
は、ピッカ又は他のオペレータによって起こされた機械
応答指示を受取り、翻訳し、そして各指示を満足するた
めに使われなければならないすべての機械アクチュエー
タ・エレメントに伝送するために、必要とされたセンサ
を制御作動させるのに必要なスパンを提供する。この制
御インタフェースは、これらの指示の源としてピッカボ
デーの自然な作業に関連した運動をモニターするように
設計される。この人間−機械リンクをなしとげるための
手段が、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄにおいて示される。
【００２１】水平面における作業プラットホ−ムの運動
及び位置決めのためのピッカからの指示を検出し、分解
するための手段が、図６Ａおよび６Ｂに示される。指示
部材３１は、座席３２及び／又はベスト３３によって、
ピッカのボデー胴体に取り付けられて、ピッカの運動に
応じて動く。従って、指示部材は、ピッカの運動に基づ
いて、直立した位置４０から、指示部材は、前方への３
８または後方（へ）の運動、横の運動３９またはそのよ
うな運動の組合せで、移動することができる。同じく、
上昇のまたは下方への運動に対する欲求を示す足の運動
を検出するための手段が、提供される。これは、図６Ｃ
および６Ｄに関連して後述する。
【００２２】作用は次に述べる通りである。操作者が如
何なる方向においてもたれるとき、彼の運動は、指示部
材３１によって検出され、一致して動く。この部材は、
傾斜計エレメントが本水平面においてお互いに直角に置
かれた２つのレバー駆動傾斜計エレメントを組み込んで
いる。１つのエレメントは、支持アーム作業−プラット
ホ−ム軸に沿って向きを定められた垂直面における角
（度）の変位を測定するように位置を固定される。第２
エレメントは垂直面に交差する軸における角度変位を測
定するために位置付けられる。ピッカのボデ−胴体への
チョッキ３３および座席３２のリンクは、本ピッカがあ
らゆる方向においてもたれるのを許容するボール−スイ
ベル垂直線軸上に装着される。それは、彼が所望の方向
において面するために彼のボデ−の向きを連続的に代え
るのを許容する自由な回転軸受によってこの軸に取り付
けられる。このように配置して、作動部材がピッカ・ボ
デ−角度の姿勢を連続的に２つの直角成分に分解するた
めに、そして各角度成分に比例する電圧出力を発生する
のに使用される。
【００２３】次に軸方向に整列された傾斜計の出力が、
オンボードマイクロプロセサを介して電動流体圧比例出
力調節弁へ転送させられ、ブームを伸縮させる。同時
に、マイクロプロセサが生じた信号が、同じく本自動調
節弁に送り出され、旋回軸１６のまわりにブームの枢動
を起こし従って、プラットホ−ムは、同じ高さの面に保
持される。同様に、交差軸方向に整列された傾斜計の出
力が、柱上の軸受台の回転を制御する自動調節弁に、マ
イクロコンピュータを介して信号を伝える。これらのプ
ロセスの結果は、ピッカの傾きの方向に合ったプラット
ホ−ムによる平面運動となり、その運動速度は、その指
示傾き角度に比例する。プラットホ−ムは、これにより
本操作者が通常自分自身の足で動き回るときに経験する
のと同じ運動応答を与えることができる。
【００２４】図６Ｃ及び６Ｄは、類似のピッカ・ボデ−
運動がどのように、作業プラットホ−ムの垂直の運動の
信号を送り、制御するために使われるかを示したもので
ある。プラットホームによる上方運動のための指示信号
は、内部バケットの壁に取り付けられたセンサ・パッド
３４に対してピッカが与える膝の圧力によって得られ
る。このパッドは、ピッカによって働いた圧力に比例す
る出力電圧信号、あるいは、適当なオン−オフ出力のみ
として与えるために構成されることができる。下方運動
指示は、本プラットホ−ムの床に装着された線形又は円
周センサ３５へのピッカの足の圧力によって起こされ
る。ここでふたたびこのセンサは、比例出力またはオン
−オフ出力を与えるように構成されることができる。支
持構造によるいかなる運動が起こる前に、起動させられ
なければならない「マスター・コントロール」または
「デッドマン」スイッチ３９が、与えられる。
【００２５】水平な運動出力指示信号のときの場合のよ
うに、信号が、上下センサによって供給されるマイクロ
プロセサを介して、旋回軸１６の回りにブームの枢動を
生じさせる調節弁に転送される。同様にマイクロプロセ
サは、作業プラットホームによる直線上下運動を与える
かめにブーム伸張運動１５を起こす調節弁に制御信号を
同時に出力するために使われる。同時平面運動傾き指示
と上下指示を組み合わせることによって、調和された３
次元運動及び位置制御が容易にかつ自然に達成される。
【００２６】便利上、操作者のボデ−の運動を検出し、
示す指示部材が、マイクロプロセサにその信号を送り出
すと、それは次に、種々のアクチュエータ調節弁に適当
な電気の制御信号を送り出す。マイクロプロセサは、本
装置のすべてまたはほとんど、すべての機能を制御する
ために使われることができる。たとえば、本シャーシ自
身が動かれる又は再位置付けするときに操作者は、彼の
ボデ−運動によってシャーシの運動を制御することがで
きるモード・スイッチを起動させることができる。前方
運動によって、本シャーシの駆動モータが全体の装置が
前進させるようにすることができる。角度の運動によっ
て、シャーシに傾きの方向に回転させ移動させることが
できる。
【００２７】マイクロプロセサは、それが種々の成分に
よって行われた運動の記録を記録して保持することがで
きる自己−プログラミング・モードを含むこともでき
る。操作者は、その後このプログラムを呼出し、起動さ
せることができて、そして本装置にそのような働きを反
復させることができる。このようなプログラムは、他の
プログラムと組み合わせられることができる。
【００２８】マイクロプロセサは、固定したデータ点に
関するブームの種々の成分の位置を連続的にモニターす
ることができて、従って、本プラットホ−ムがこれらの
参照点に関してどこにいるかを知ることができる。この
能力の潜在的有用性が、次例で示される。果物摘果にお
いて、操作者は、本プラットホ−ムに果物収納容器を満
たすかもしれず、それをシャーシ後部に運搬された荷物
取扱い野外ビンにあけることを望むかもしれない。操作
者は、「go-to-bin 」モード・スイッチ３６指示を実行
することができ、本プラットホ−ムは、摘果された果物
の解放に用意したビンの上の位置へ一連の位置を通って
動かされる。次に、「return-to-station 」モード・ス
イッチ３６指示を実行することによって本プラットホ−
ムは、その前の位置にコンピュータ制御によって復帰さ
れる。その位置座標は、先のgo-to-bin モード指示の開
始に記録したものである。
【００２９】モード指示スイッチ３６は、プラットホ−
ムを、走行位置に動かし、アウトリガーを上昇させ、
「走行」モードに切り換えるように使うこともできる。
本装置を再位置付けさせた後に、指示「アーム起動」１
１によって、アウトリガーの変位を起こし、シャーシを
水平位置にもっていき、そして次に、それが、走行の間
に不動に保たれる走行位置からのプラットホ−ムの解放
を行う。
【００３０】走行位置からの作業プラットホ−ムの展開
を許容するに先立ち、本装置は、自己水準プロセスを実
行する。適当な検出器（たとえば、水銀スイッチ）が、
最低コーナまたは側面を位置付けるために使われる。適
当な１つのアウトリガまたは複数のアウトリガーは、そ
れからちょうどの過去のレベルまで本シャーシを持ち上
げるために配備される。残りのアウトリガーが展開さ
れ、シャーシを水平にする。
【００３１】水銀スイッチまたは重力駆動傾斜計が、本
アウトリガーが上昇し、本シャーシが走行モードにある
ときに傾斜をモニタするために使われることもできる。
予め定められた角度を超えたいかなる傾斜も、警報信号
又は運動および他の働きの中止に至らせることができ
る。本発明は、特に上述及び図１〜５で示されるよう
に、装置の他の形態に適用できる。たとえば、本発明
は、はさみまたは重部節関節式のブームを有している装
置に付けることができる。
【００３２】本発明は、果物摘果より他の使用のための
装置に容易に適用できる。例として、本発明は、ナツメ
ヤシの剪定、刈り込みおよび他の処理のための装置に、
そしてナツメヤシの収穫に適用できる。ナツメヤシは、
成長サイクルの初めに剪定されそして受粉によって受精
されそして湿気から守ってカバーをし、そして最後に収
穫される。これらの作業（たとえば、剪定および受粉）
の１つ以上が本作業ステーションに装着された装置のい
くつかの形態によって実行されることができる。カッタ
ーは、剪定のために装着されることができる。次に本装
置のオペレーションが、それから地面上の位置からおこ
り、操作者が作業ステーション及びカッターの動きを得
るために対応する所望の方向に指示部材を動かす。カッ
ターは、同じく地面から起動させられるだろう。カバー
および収穫は、通常本作業ステーションに置かれた誰か
によって実行され、果物摘果装置のように彼らの運動が
作動部材を動かす。
【００３３】図示または次の部分で定義するように発明
は、種々の使用のための装置の種々の形態において組み
入れできることが分かるであろう。即ち、建設中に使わ
れる車両がその例である。他のものとしては、航空機の
ための防水装置がある。本発明によって、何の作業を実
行しようとも、操作者の両方の手を自由にさせる。本操
作者は、ボデ−運動によって本装置の運動を制御するこ
とができる。コントロール・システムが作業に関連した
働きまたは運動が必要とされる多くの他の方法で適用さ
れることができることが分かる。
【００３４】図７は、指示部材３１の概略的な形態及び
配置を示す。指示部材は、支持部材４１において枢動的
に回動可能に装着される。傾斜によるあらゆる方向にお
ける指示部材の運動が、矢印４２、４３、４４、４５お
よび４６によって示されるように、部材３１および４１
上に装着された比例の電圧分配型傾斜計４７ａおよび４
７ｂの、ひとつの角（度）の変位またはもう一方、ある
いは、両方の角度の変位になる。傾斜計４７ａ、そして
４７ｂは２つの直交角度成分へ指示部材の傾斜を分解
し、電圧信号４８ａおよび４８ｂを生じ、オペレータ・
インタフェース５１（図８）がコントロール・システム
マイクロプロセサ５０（図８）に転送する。「上方へ」
信号の圧力パッド３４からの出力、圧力カバー３５の
「下方に」、セレクト・スイッチ３６のモード信号およ
びpower-onスイッチ３７の「ｇｏ」信号は、アナログで
オペレータ・インタフェース５１を介してシステム・マ
イクロコンピュータ５０に供給される。このマイクロプ
ロセサ５０は、次に、これらのボルト入力を、状況的に
適当なアクチュエータ指令に翻訳し、作業プラットホー
ムによる運動の方向及び速度を生じさせる。従って、ピ
ッカのボデ−胴体の傾斜及び足の運動の方向及び角度が
分解されて、そしてプラットホ−ム運動の方向に翻訳さ
れる。
【００３５】図８は、状態場面の変数、及び操作制約に
従って、機械制御応答を操作者作業パフォーマンス指示
に連続的に適応させるために、プログラムされることが
できるマイクロプロセサ５０を組み入れている代表的コ
ントロール・システム構造を概略的に示す。マイクロプ
ロセサ５０へのダイナミック入力が、典型的に、３つの
主なソースから得られる。即ち、オペレータ・インタフ
ェース５１、機器ステータス・インターフェース５２お
よび据付けけられることができるあらゆる作業実施イン
ターフェース５３である。これらの入力システム制御出
力への翻訳に適用されるべき処理及び操作可能論理プロ
グラムがプログラマおよび多点監視装置５４インターフ
ェースによってマイクロプロセサ５０に入力される。オ
ンボードマイクロプロセサ５０において、このプログラ
ムが典型的に不揮発性メモリ装置に格納され、マイクロ
プロセサにスイッチが入るといつでも連続的に自動で動
く。本プログラマおよび多点監視能力は、マイクロプロ
セサ５０の一体部分として形成されてもよく、可搬式の
プラグインモジュールまたは遠隔通信リンク連結システ
ムであってもよい。
【００３６】概略的に図８に示したように、マイクロプ
ロセサ５０からの主要制御出力は可動性の基部及び懸吊
構造の運動に行わせるのに使用された個々の機械アクチ
ュエ−タに向けられた電気信号である。樹木収穫機械に
おいて、これらの出力は、ステップ・モータアクチュエ
−タ５５へのディジタル・パルス列出力、比例制御電動
流体圧弁アクチュエ−タ５６への無限に変化する電圧／
電流出力及び制御アクチュエ−タ５７へリレーされるオ
ン−オフ電気出力を含む。情報出力の２番目のカテゴリ
は、マイクロコンピュータによって間欠的に、そして連
続的に生じられることができ、利用者に適当に供給され
ることができる。システム迅速性を、モード、現在状況
限界警告を含む現作業状況情報がオペレータ・インタフ
ェース５１を介して本ピッカに供給される。この情報
は、都合よく生じられることができて、そしてフォーマ
ットのフルレンジにおいて供給される。そして、視覚的
状態表示及び／又はデータ表示、音響信号及び／又は声
メッセージおよび停止動作又は矯正的応答を含む直接の
干渉を備える。作業特定プログラムは、プログラマ及び
多点監視装置５４を介して必要に応じて呼び出されるこ
とができる情報出力の追加の本体を生成するために使わ
れる。これらは、障害診断のような付帯機能、維持ステ
ータスおよび個々のエレメント性能試験を含む。
【００３７】マイクロプロセサは、適当な作業パフォー
マンスを監視し、コントローラーの指示を満たすために
作動させられなければならない装置のサーボ弁への対応
した比例制御信号に返答するようにプログラムされる。
従って、制御者が彼の胴体をフルの割合の前方運動の信
号を出す範囲まで前方に傾け、同時に彼の胴体をやや左
に傾けたならば、マイクロプロセサは、その信号を解釈
して、同時に制御信号を弁に送り出して、制御者の欲求
に従って作業ステーションを動かす。この特有の例にお
いて、これらは、ブーム伸長を制御する弁、ブーム上昇
（水平面に作業作業ステーションを保ち）を制御する弁
及びブーム回転を制御する弁を含む。しかしながら、同
時に制御者が作業プラットホームの上方又は下方への運
動の欲求を合図すべきであったならば、本マイクロプロ
セサは、その指示信号を受け取り、他の指示と組み合わ
せてそれを処理し、ブーム上昇用弁へ適当な制御信号を
送り、他の運動と同時に所望の高さ調整を成し遂げる。
【００３８】マイクロプロセサは、要求作業のフルスパ
ンにわたって人間補助性能を最適化するためにその制御
応答を選択的かつ即時的に適応させるに必要とされる必
須の数のプログラムされた作業モード及び／又は作業特
有動作シーケンスを備えることができる。典型的に、樹
木収穫機システムに適応されるように、これらの選択可
能なモードは、操作者指示入力に応答した直線の座標プ
ラットホ−ム運動および極座標プラットホ−ム運動の両
方を含む。それらは、作業包絡（エンベロープ）の作業
点から牽引トレーラ上の「ダンプ」点への作業プラット
ホームの移動、そして次に、「作業」点に復帰、又は可
動基部による面移動のための「ドッキング」地点（図
２）への移行を行うことができるスイッチ選択可能な自
動操作モードを含む。
【００３９】マイクロプロセサは、装置の種々の要素に
よってできていている操作者に指示された運動のシーケ
ンスを記録し、その記録を保持することができる自己-
プログラミング・モードを有する。次に、操作者は、こ
のプログラムを呼び出して、そして起動させることがで
きて、そして本機械にプログラミング段階の間に記録さ
れた機械の動作を反復させることができる。そのような
プログラムは、他のプログラムと組み合わせられること
ができて、運動の作業に特有なシーケンスの一部として
実行されることができる。
【００４０】マイクロプロセサは、絶えず、固定した座
標系に関するブームの種々の要素の位置を監視してい
る。この結果、マイクロプロセサは、常に、本作業ステ
ーションが、装置の他の部品と関連してどこにいるか
「知っている」。果物−樹木摘果作業において、操作者
は、作業プラットホ−ム上の果物収納容器を満たすかも
しれず、それを野外荷物取り扱いビンにあけることを望
むかもしれない。そしてビンは、フォークリフトのよう
な付属品又はシャーシの後部におけるビントレーラで運
搬される。マイクロプロセサに関連した知識によって、
操作者「ダンプ」に行けという指令を実行することがで
き、作業ステーションは、自動的に操作者が、作業ステ
ーションにおいて保存されたその中へ解放することがで
きる野外ビンの上の位置に動くであろう。完了すると、
操作者は、「作業」点へ復帰せよというモード指令を実
行することができ、作業ステーションが自動的に「ダン
プ」指令の直前にいた位置に復帰するであろう。
【００４１】同様のモード指令は、本作業ステーション
を予め指定された走行ステーションに移動し、自己−水
平アウトリガーを上げ、そして次に、「走行」制御モー
ドに切り換えるのに使用されるであろう。操作者は、そ
れからシャーシの推進システムを作動させ、装置の再位
置付けを行うことができる。再位置付けすると、操作者
は、実行する「起動ア−ム」モードを実行し、アウトリ
ガーは展開して、シャーシを水平位置にもっていき、そ
して次に、それが、走行段階の間に不動に保たれた走行
モードからの作業ステーションの解放を行うであろう。
【００４２】柱脚とブームの組合せは、可動シャーシ上
に装着される。マイクロプロセサは、本装置上のすべて
の作動弁およびモータに信号を提供するように設計され
る。シャーシ自身が動かされるか、または再位置付けさ
れるときには、操作者は、彼の胴体、腕及び／又は脚の
運動が全体のシャーシの地面の運動を制御させるモード
制御スイッチを起動する。操作者は、機械が「走行」モ
ードにあるときに、後ろにそることによって、マイクロ
プロセサに信号を送り、次にマイクロプロセサが、シャ
ーシ機構の中で駆動モータを起動させて、全体の装置を
前方に移動させる。左または右へのボデ−回転運動によ
って、シャーシがその回転の方向に、回転各に比例した
回転半径をもって、その軌道をカーブさせる。例えば、
胴体の前方への曲げなしに、操作者のボデ−胴体のフル
９０度の回転をすると、シャーシ設計によって許された
傾きの方向に依存して、シャーシが最大限の左のまたは
右のターンを実行する。
【００４３】また、マイクロプロセサは、数多くの他の
機能に供することができる。それらののいくつかは、最
大限の操作可能な安全性に関する。マイクロプロセサ
は、主要要素の作業時間を記録し、なされたメンテナン
ス作業を記録することができて、そしてメンテナンスの
不調を正確に指摘するためのシステム診断プログラムを
提供することができる。
【００４４】装置は、本機械から離れて遠隔の位置から
装置を制御するために使われることができる手動制御装
置に作業ステーションからの制御を切り換えるオプショ
ンを有することができる。そのような制御システムは、
空圧、電気、光学ファイバ及び赤外線又は高周波放射を
含む種々の手段によってマイクロプロセサと通信する。
【００４５】本装置は、自己−水準システムを有する。
本装置の最低のコーナまたは側部を位置付けるために、
水銀スイッチアレイを始めとする２軸重力加速度センサ
を使うことができる。操作者の信号を受けると、本装置
の最低コーナ又は側部におけるアウトリガーが展開し、
センサを水平位置にする。それから、全体のシャーシを
水平位置に固定するために、残っているアウトリガーを
展開する。シャーシが水平で、すべてのアウトリガーが
展開されたとき、本システムは、ブームを作用させる作
業ステーション・コントロールを起動させるマイクロプ
ロセサに信号を送り出す。水平位置が達成されないなら
ば、ブーム・コントロールは、起動させられない。
【００４６】マイクロコンピュータと関連した重力加速
度センサが、同じくアウトリガーが上昇しているとき、
傾斜角度を動的に監視するために使われることができ
る。本センサで測定された傾斜角が予めプログラムされ
たポイントに達するならばマイクロプロセサは、いくつ
かの方法による信号を作動することができる。即ち、音
を出す、及び／又は信号を点灯させ、シャーシ駆動モー
タによるさらなる運動を中止することができて、そして
ブレ−キをロックすることができるか、あるいは他の同
様の動作または組合せを起こるようにすることができ
る。
【００４７】マイクロプロセサは、同じく本装置が所定
の期間使用されなかった後に、使用するとき、一連の診
断試験を受けるようプログラムされることができる。マ
イクロプロセサがそれ自身の内蔵された試験（ビット）
を行ったあと、それは、作用するシステム・テストと同
様それが制御するすべての安全性システム上の診断試験
を実行する。マイクロプロセサは、数多くの異なる方法
でシステム不調に応答するためにプログラムされ、周期
的な質問をするときに供給されるメンテナンスノートを
作ることから、操作者に合図する、懸吊ブームの展開を
拒否するために介入し、あるいは全体装置を停止する動
作まで行う。
【００４８】この開示の前述部分は、このアダプチブ制
御人間補助システム発明の観点から懸吊した人間−ボー
ド上作業プラットホ−ムまたは人間位置づけ用途に焦点
をあてていた。後述する部分は、人間が、作業プラット
ホ−ムから別個の位置に配置される作業ステーション用
途に焦点をあて、そして作業プラットホ−ムは、材料マ
ニプレータまたは他の作業実行を具体化する。
【００４９】図９は、図１−５において示した本発明の
他の実施例を示す。図９の実施例は、図１−５の実施例
と人間の乗る作業プラットホ−ム１７が、関節式のロー
ド・マニプレータ作業プラットホ−ム５８によって置き
換えられる点が異なる。図９に示すロード・マニプレー
タは、懸吊・アーム１５ｃの縦軸の回りに電動流体圧で
回転する部分５９と、懸吊・アーム１５ｃの縦軸に直角
な軸のまわりに電動流体圧動力で回転できる中間部分６
０と、ターミナル部分６１から成る。
【００５０】図９に示す装置は、図１から図７に示す実
施例と、作業コントローラーが地上にあり、人間の乗る
作業プラットホ−ム１７に使われる図６と図７に示すサ
ドルのシート・ベストのコントローラー・インターフェ
ースが腕に取り付けられるコントローラー・インターフ
ェース６２と交換されている点が異なる。また、図９
は、図２−５と共に、用いられている装置の説明図であ
る。人間の乗るプラットホ−ムが取り付けられターミナ
ル・アーム１５ｃのオペレーション空間位置決めエンベ
ロプと運動起動性能は、同一である。また、図９は、こ
れらの基部・システム性能が、容易に、ロードの取り扱
いと操作に適合する状態を示している。この図９におい
て、上昇、位置決め、方向決めする対象物は、再配置可
能な果樹園灌漑システム等に使われるパイプである。回
転、上昇、伸長能力は、本システムの操作可能エンベロ
プの範囲内の選択された空間のロケーションにロードを
移動するのに供される。選択された空間の位置と、軸決
めした回転部分５９は、選択された方向面に対象物を向
け、置くことができる。中間の、横軸回転部分６０は、
方向面の範囲内に角度選択位置にロードを揃えることが
できる。把持作業プラットホ−ムによる２つの回転軸
は、３つのコントロール要求、合計５つに拡張できる。
【００５１】図１０Ａ及ぶ図１０Ｂは、腕に装着された
コントローラー・インターフェース６２の右及び左側面
図である。本制御装置のための構造基部が、上腕の後半
分６３と、下腕の底半分６４に沿って適合するよう形成
された２つの半剛体、トラフ形部分によって与えられ
る。上腕基部および下腕基部は、肘の各側面上に位置し
て、腕の肘の関節線に沿って中心となるように置かれる
回転ヒンジ６５によって接合される。
【００５２】また、基部トラフは、弾性スリーブに接着
されるか、あるいは機械的に取り付けられ、これは機械
のアセンブリを腕に保持するのに供される。スリーブ６
６、ヒンジ６５および基部部分６３、６４の結合相互作
用は、アーム運動のフルレンジにわたってコントローラ
ー・インターフェースの適当な位置決めを確立して、維
持するのに供されることに留意されたい。
【００５３】図１０Ａにおいて示されるように、角度方
向に比例する正確な電気主力を発生する重力駆動平面傾
斜計が、上腕基部６７および下腕基部６８に追加され
る。示した位置で、上部センサ６７が、上腕の角度位置
を測定し、下部センサ６８が下腕の角度位置を測定する
のに供される。蹄鉄形重力駆動傾斜計６９が、利用者の
手首の回りに留められ、そして手首の回転角度に正確に
比例した電気出力を生成するのに供される。利用者の親
指の第１関節の頂上に留められたシングルプルモーメン
タリ接触電気スイッチ７１を保持する弾性親指グローブ
７０の基部が、手首留めに取り付けられる。このスイッ
チは、制御系のための「デッドマン」スイッチ又は「ｇ
ｏ」ボタンの役目を果たす。
【００５４】図１０Ｂは、コントローラーインターフェ
イスの逆の側面を示す。応答選択入力装置７２が、コン
トローラー・インターフェースの下側トラフに固定され
て示される。この選択装置は、付属のコンピューターに
指令を入力するのに供され、図８には、いかにそれに続
くアクチュエータ制御指令への及び機械システムによる
結果の作用応答に進むかを示す。図１０Ｂにおいて示さ
れるように、この選択装置が、インターロックボタンキ
ーパッド（一度に１つのボタンが作動する）の形で、１
２個の任意応答選択能力を有する。
【００５５】図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて提示された
実施例では、腕装着コントローラーインターフェイスの
制御信号出力が、可撓性の絶縁性の周囲が保護されたケ
ーブル７３によって装置搬送器に乗ったコンピューター
入力へ転送される。そこで大きな人間位置決め容易性、
電気絶縁性または他の作業に関連した必要性を大きく適
用するために、この制御信号リンクは、ファイバ光学、
高周波、赤外線または他の電磁的処理の効果を受けるよ
うにできる。
【００５６】この腕装着コントローラーインターフェイ
スが図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに示される。図１１Ａに
おいて示されるように上腕回転が傾斜計６７により検出
され、測定され、その強度がアームの角度に比例する電
気信号として出力される。水平軸又は径方向に沿った方
向の起動およびシステム・エレメント運動の速度を制御
するのに、この信号を適用することは直観的に便利であ
る。本アプリケーションにおいて、人間によって選択さ
れるように、これは３つの選択的応答モードにおいて使
われる。即ち、直線の応答モードにおいて、コンピュー
ターによって発生する伸長及び上昇シリンダへの出力に
分解されたベクトルによって、ブームの端部に取り付け
られた把持の水平方向の伸縮が指示される。極モードに
おいて、それが、伸長駆動機構２４作動ピストンにのみ
を出力することによって径方向の伸長方向および速度を
制御する。３番目の選択モードは、地面に沿った車両の
前方へのまたは逆の運動速度を制御するための軸出力を
適用することである。
【００５７】図１１Ａにおいて、人間の手は、始めの２
つの指によって重ねられた親指をもって、クリンチさ
れ、または閉じた握りこぶし状態がおいて示される。こ
の姿勢において、「デッドマン」または「ｇｏ」スイッ
チが、指圧によって起動させられ、従って、現在送って
いる応答モード選択を使用する入力指示を実行するため
にコンピューターに合図される。このスイッチ上の指圧
の解放は、すべてのアクチュエ−タを停止させ、そして
その現位置において機械システムを「凍結させる」こと
をコンピュータに合図する。
【００５８】図１１Ｂに示した図は、垂直の平面におい
て回転された下腕の運動に焦点をあてている。入力セン
サとしての作用のためのその確定されたものと同じプロ
セスにおいて、インターフェイスに取り付けられた傾斜
計６８が、絶えず下腕の角度位置決めを測定して、その
強度がその信号に比例する電気信号を出力する。この信
号を、垂直面内の直線運動又は極平面における垂直回
転、即ち懸吊アームを上下させ、あるいは把持をその中
心部分軸６０の回りについて回転させる制御に適用する
と直観的に便利である。これらのモードの選択および作
動が、選択パネル７２および「デッドマン」スイッチ７
１を通して行われる。
【００５９】この手首装着回転センサ６９の作用が、図
１１Ｃにおいて示される。蹄鉄形の重力駆動傾斜計６９
は、腕の手首部分の平面内に保持されて、手首と一致し
て回転する。結果として生ずる電気の信号の強度は、手
首の角度の位置に比例し、直線モード及び極モードにお
ける垂直軸の回りの持ち上げた腕の回転を指令する指令
すると、直観的に便利である。それは、取付け部分５９
において組み入れられた回転駆動機構の起動を通して懸
吊アーム軸の回りで把持プラットホ−ムの回転位置決め
制御にも直観的に適している。
【００６０】図１２は、ボデー装着コントロール・イン
ターフェースのニーズに合うために仕立てられた重力駆
動傾斜計の断面図である。それは、平坦面の不導体材料
の面部分７５を使い、リボン形のリニア抵抗器ストリッ
プ７６がその内面に接着した電位差計または電圧分圧器
である。ストリップに沿った端部または選択された位置
が、本抵抗器に渡る電圧供給接続に供する２配線ターミ
ナル７７に電気的に連結される。後部分７８は、数位の
溝７９を包含し、その溝表面は、メッキ又は別な方法
で、この面に接着されることができる低抵抗の導体材料
からなる。前記導体面は、電気的に、出力コネクタター
ミナル８０に接続している。重力検知として機能もする
水銀ビードからなる接触ワイパ８１が、抵抗器リボンの
電気的四分円に沿った電気的位置によって決定される出
力ターミナルへの電流を送出するのみ供される。２つの
部分は、一緒に密封され、内部の空気は除去され、ある
いは非伝導、水銀融和性ガスまたは液体によって最終の
アセンブリの間際に取ってかわられる。接触ワイパの行
き過ぎまたは振動の望ましくない傾向を排除するための
平滑化信号は、外部電気回路及び／又はコンピューター
信号処理サブルーチンで排除される。
【００６１】図１３Ａおよび１３Ｂにおいて示された断
面図が、手首装着のために設計される重力駆動傾斜計の
他の構成を示す。図１２において示された装置のよう
に、この傾斜計は、ポテンショメータ型電圧分圧器であ
る。この蹄鉄形構成において、リボン形のリニア抵抗器
ストリップ８２が、挿入されて、そして径方向に曲がっ
たリボン部分８３の形状で非伝導構造材料に接着され
る。２配線ターミナル８４は、抵抗器リボンの終端に連
結されて、そして機械的に、構造部分８３に支持され
る。対応する径方向に曲がった部分８５は、低抵抗の電
気的伝導性材料からなり、溝付きの径方向のチャネル８
６を組み入れ、そして、リボン抵抗器軸受部分８３に加
えられる。信号出力配線ターミナル８７は、溝形断面８
６に連結されて、そして溝付の溝形断面の外面に接着さ
れる電気的絶縁外被膜８８を通して延びる。水銀球接触
ワイパ８９が、電圧分圧器抵抗器ストリップに沿って重
力を検出された角度の位置で抵抗器リボン８２および溝
付の導体リング８５の間の空間の橋わたしに使われる。
本センサを手首に取り付けて、そして角度のアラインメ
ントにそれを保持するための手段が、リボン装着部分８
３の内半径に追加されたストリップ９０の形で図１３Ａ
及び図１３Ｂにおいて示される。
【００６２】図１４は、操作のために拡張機能対応のコ
ントロール・システム・インタフェースにより構成され
た荷役機械の側面図であり、図１５は上面図である。図
１４および１５において示した機械システムは、懸吊ア
−ムの端部の人間の乗る作業プラットホ−ムの削除によ
り、図１から図５に示したシステムを変更したものであ
る。即ち、リフト・アーム端部の関節式リフト・プラッ
トホ−ムと、キャリッジ機構のエンジン端部に取り付け
られたコントローラー・プラットホ−ムとから成る。
【００６３】図１４に示すように、関節式作業プラット
ホ−ム９１は、図１から図５のシステムで使われた人間
が乗るプラットホ−ムに用いたとの同じプラットホ−ム
レベラー流体圧リンク３０の駆動システム用に設計され
ている。ロード操作プラットホ−ム９１は、現在使用さ
れている様々な機械構成と同様で、大形ビン又はわら状
ロードの扱いに適している下降フォーク・アームが取り
付けられている垂直プラットホ−ム９２から成る。この
ロード操作プラットホ−ム９１は、電動流体圧駆動装置
により駆動される関節インターフェースによりリフト・
アームの端部に取り付けられる。２つの貫通ピストン棒
取付シリンダ（９４，９５）は、作業プラットホ−ムを
懸吊して、そしてロードを容易にして、垂直運動範囲を
限定して、荷の積み下し動作を行える。これらの取付シ
リンダは、円筒状摺動ベアリング９６に取り付けられた
垂直軸に連結される。ロード・プラットホ−ムは、１８
０度回転でき、この取付軸受により懸吊アーム軸の回り
に中心を決め、回転アクティヴェイター９７によりこの
軸の回りに位置決めしている。
【００６４】キャリッジの電源端部に取り付けられたコ
ントローラー部９８は、上胴体運動を容易にするため、
腰部にコントローラを支持できる大きさの管状ボデ−部
９９として図１４および１５に示されている。拡大ベー
ス節１００は、足を自由に動かしたり、位置を決めるた
めの空間を有する大きさである。この関節式ロード・ハ
ンドラにより支えられた操作機能エンベロプは、人間位
置決めプラットホームのための図１から５において示し
たそれに同一である。ロード−操作処理機能は、図１２
と図１３に示す。
【００６５】図１４と１５において示すように、選択し
た構成によりシャーシに最近接したところからアームの
全長の長さのところまでロードの積み下ろしが行なえ
る。ロード・プラットホームの関節は、ロードが最長位
置にあってもロードの積み下ろしを行なえる。正しく構
成された、適応制御インターフェイスと計算機制御処理
プログラムは、上述の機械構成の機能を最大に発揮し効
率的利用をなすために、コントローラーへの最小の散
逸，負担でスムースかつ正確に、また高速にロード処理
を行なえる。
【００６６】図１６は、コントローラー部９８を示し、
コントローラー４０およびインターフェース・リンクを
表すためプラットホームとその周辺部を断面で示してあ
る。このロード・ハンドラ・システム適用の制御要求事
項を満足させるために人間の乗るインターフェースは、
アーム取付の三軸装置６２と一体化したチョッキ−装着
の二軸傾斜計センサ装置１００から成る。
【００６７】二軸の装置は、フレキシブルなバネ反動の
伸縮管１０１により、コントローラー・プラットホーム
の中心部に取り付けられる。また、この回転部に段差を
つけた管は、裏面取付けの傾斜計パッケージに対し基準
軸としての役目を果たし、電源線と信号線の導管の用も
なす。圧力作動範囲ＧＯスイッチ１０２は、足踏作動の
プラットホーム・基部プレート上に取付けられる。
【００６８】また、アーム取付インターフェイスは、親
指に取付ける指作動ＧＯスイッチを有する。この大型ハ
ンドラへの実施例では、コンピューター・インターフェ
ースは、作業プラットホームの方向を指示し、荷を積ん
だり下ろしたりする操作を行う親指取付けＧＯスイッチ
に反応するようプログラムし、また足踏作動ＧＯスイッ
チはプラットホームの移動を指示させるのが操作に便利
である。
【００６９】アーム取付けのコントローラー・インター
フェイスを大型ハンドラの作業プラットホームに使用す
る方法は、図１７Ａ，１７Ｂと図１７Ｃに示される。フ
ォーク・アセンブリ関節コントロールを、図１７Ａに示
す。回り継手の回りのフォーク・アセンブリの回転は、
手首取付けセンサ６９により指示される。
【００７０】手首１０３ａの時計回りにより、ベクトル
矢印１０３ｂにより示された指示信号出力が生じ、その
大きさは手首の角度位置に比例する。センサ１０４ａの
中心のゼロ部を超えて向こうの手首が逆時計回りに回転
すると、逆時計回り方向のフォーク・アセンブリ回転の
ために比較指示信号１０４ｂが発生する。
【００７１】平行なフォーク箱の中心軸と支持アームの
縦軸間の結果として生ずる方位角は、スイベル軸に取付
けられた位置角度センサ９８の出力により測定する。フ
ォーク・アセンブリのＩＮ（入）とＯＵＴ（出）動作
は、図１７Ｂに示した方法で上アームセンサ６７の回転
により制御される。アーム１０５の延長部は上アームの
角度の位置決めに比例するＯＵＴ信号１０５ｂを発生す
る。比例する大きさの逆ＩＮ信号１０６ｂは、上アーム
センサの逆回転１０６ａにより発生する。
【００７２】ＩＮ−ＯＵＴ指示入力１０５ａ，１０６ａ
を発生するアーム位置に対する機械システムの応答は、
作業プラットホームのフォーク確定軸に沿う運動であ
る。この高効率の作業適応制御応答モードは、コンピュ
ーター・インターフェースに実装されたプログラムによ
り達成される。そのプログラミングは、必要なプラット
ホーム運動応答を発生するために必要なアクチュエータ
出力の組合せを生成するために、指示入力を懸吊システ
ムの位置のセンサ入力に関連させる。
【００７３】図１７Ｃは、大形ハンドラの作業プラット
ホームの垂直運動の方向と速度を制御する方法を示す。
そのような運動の方向と速度はコントローラの前アーム
取付けセンサ６８の信号出力により決定する。前アーム
を水平ゼロ位置１０７ａ上の回転は、重力駆動システム
に前アーム上昇角に比例するＵＰ（上）出力指示信号１
０７ｂを発生させる。
【００７４】前アームを水平なゼロ位置１０８ａの下に
押し下げると、同等のダウン（下）指示１０８ｂを発生
する。図１４と図１７Ｃで示す大形ハンドラのプラット
ホームは、ロード積み下ろしを容易にするため、その支
持構造に微少動機能９５を持たせている。微少上下動機
能は、図１０Ｂに示す前アームきりつけのモード・セレ
クタ７２の適当なボタンを押し下げることにくより起動
する。微少モードで動作させせると、システムは、懸吊
アームを用いる垂直面の再位置決めを行なえる。このモ
ードではコンピューターは、作業プラットホームに直線
状の垂直運動を行わせる協調アクチュエータ制御信号を
出力して、前アーム発生上下指示（１０７ｂ，１０８
ｂ）に応答する。
【００７５】背面取付けの二軸傾斜計センサ・コントロ
ーラー・インターフェース１００は、一方向水平面運動
と作業プラットフォームの位置決めを指示するのに用い
る。必要な制御指示出力の発生に用いるプロセスは、図
１８Ａと図１８Ｂに示す。このコントローラー・インタ
ーフェースの２つの動力駆動傾斜計センサは、並行な垂
直中心軸と直角の水平軸により取付けられている。従っ
て、各傾斜計は、図１８Ｂに示すようにそれらのコント
ローラー本体の傾斜角度を測定できる。コントローラー
本体が、センサのひとつの水平軸に対面するよう配置す
ると、側傾き１９ａまたは右側傾き１１１ａ本体トラン
クへの傾斜角に比例するセンサ出力１０９ｂを生じる。
同様に、前後軸１１０ａまたは１１２ａへの傾斜は、比
例出力１１０ｂまたは１１２ｂを発生する。
【００７６】コントローラーの本体トランクが図１８Ｂ
に示す２つの基本平面のひとつ以外の平面に傾くとき、
２つの基本平面の各々に平行な傾きの増加が、傾斜計で
測定される。機械システムの主座標系で既知の固定方向
（又は連続測定方向）に保持された２つの傾斜計により
て定義される平面軸により、センサから派生する増加信
号は、容易に、数学的にコンピューターにより処理さ
れ、コントローラから入力されるプラットホーム運動の
方向と速度両方を定義できる。このコントロール処理の
適用を、図１９に示す。
【００７７】背面に取付けたコントローラーからの非回
転ケーブルは、コントローラ・プラットフォームの中心
に装着される。この装着は、傾斜計の水平面軸を、シス
テムの可動ベースの縦中心軸Ｂ−Ｂと並行に配列する。
図１９のコントローラは、ブームの作業プラットホーム
端が動ける方向と速度を定める側方傾き姿勢で示してあ
る。この本体トランク位置１１３ａは、ベクトル矢印１
１４で示されている軸合わせした出力信号とベクトル矢
印１１５で示されている直角軸傾斜からの出力信号を発
生する。これらの信号のコンピューターによる数学的処
理は、コントローラーの胴体位置決めにより発生する出
力指示信号１１３ｂを定義する。この定義は、コントロ
ーラー指示の実行に必要なアクチュエータ・コントロー
ル出力の発生を容易にする条件で行われる。
【００７８】コントローラーの胴体発生の指示入力に応
答してコンピュータの発生するアクチュエータ・コント
ロール出力は、補助コンピューター内のプログラムによ
り決定される。コンピューターのこのプログラム属性
は、作業アプリケーション性能要求を満足させるコント
ローラ入力のダイナミックな応答を行わせる新しい、非
常にフレキシブルな手段となる。大形ハンドラの作業プ
ラットホームの水平運動へのこの作業適応性の実施例
を、図１９に示す。この作業アプリケーションにおい
て、もっとも有効な方法は、プラットホームをコントロ
ーラにより与えられる方向入力と平行な直線パスに沿っ
て動くことである。同時に、その確定した軸方向を維持
するために作業プラットホ−ム９２を回転していること
である。
【００７９】図１９のベクトル図１１６，１１７，１１
８では、コンピュータが選択ダイナミック・レスポンス
を順次制御する，三つの連続変動アクチュエータ出力
（ブーム回転、ブーム延長、作業プラットホーム回転）
を示す。図２０は、作業プラットホーム上にないコント
ローラー位置からの人間作業効果子によって必要とされ
る、操作可能自由で多軸出力に適応した後配置コントロ
ーラー・インターフェースの一部切除した断面図を示
す。
【００８０】コントローラー１００は、制御装置の脊骨
軸により一直線に並べられた単位体を保持可能のベスト
または他の適合した剛体部の取付け構造を使う。ここに
示された一体化されたささえ構成１１９は、４つの二重
の取付けブラケット（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、
そして１２０ｄ）、２つのリンクバー（１２１ａ、そし
て１２０ｂ）、そして中心に位置する底端が開き、上端
が閉じた管式のハウジング１２２を結合する。上端のキ
ャップは、正確に、管軸により心出しされた中心ベアリ
ング凹部１２３を含む。センサおよびコンミテータ取付
け要素１２４が山の頂における半球の山頂中心でスタッ
ブ軸１２５を有する段のあるシリンダ状で、２つの重力
作動の傾斜計センサ（６７、そして６８）の取付けのた
めの形成されたスリップ嵌合の直径凹所部分はその測定
の垂直軸が並行で測定面が直角の向きである。この直径
部分の底面が、面積の減少したスラスト・ベアリング・
リング表面１２６により形成される。減少した直径接続
部分１２７は、底スリーブ構成１２８を越えて下方に延
長する。この接続部分１２７は、ワイヤ導管の役目を果
たす中心穿孔を有し、そして極性を与えられた、多くの
ターミナル・プラグ・コンセント１２９により終わる。
接続部分１２７の下側の外側端には、プラグ・コンセン
ト１２９に線でつながれた電気のコンミテータ円環がつ
けてある。底スリーブ構成１２８は、センサコンミテー
タ取付け要素１２４のためのスラスト軸受け支えおよび
コンミテータ接触１３０のためのハウジングを提供する
ために構成される。この底スリーブ構造は、リテーナね
じ１３１によって外の管ハウジング１２２に取付けられ
る。
【００８１】センサおよびコンミテータ取付け要素１２
４の基部におけるプラグ・コンセント１３２が、可撓性
導管１３４の端上のコネクタ・プラグ１３３に嵌合し、
そしてそれは電気の回線ライン伝送に役立ち、そしてま
た、要素の回転の位置を導管の回転の位置に固着する。
この導管の顕著な特徴は、軸の曲げ又はカーブを許す縦
のたわみ性を提供する。一方、導管の中心軸の回転には
堅固なままである。この導管は、コネクタ導管の回転の
割り出しを確立して、そして維持するために構成された
スプリング後退望遠鏡状はめ込み取付け装置１０１に取
り付けられる。
【００８２】この発明は、図において示された実施例に
よって制限されず、その実施例に与えられた説明は例で
あって限界ではなく、追加された請求項の有効範囲にお
いて記載されたのみである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の人乗作業ステーション・オ
ペレーションを構成した具体化例の上面図である。
【図２】図１で示された乗物の側面図である。
【図３】その横に延びているブームを示す、図１および
２おける乗物の端面図である。
【図４】種々の人乗プラットホームの多くの位置を示す
端面図である。
【図５】その背上で、乗物の種々の人乗プラットホーム
の位置を示す。
【図６】図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは部材を導いている
操作者およびサドル位置の間の関係および他のコントロ
ールを概略的に示す説明図である。
【図７】プラットホーム運動方向を引き出すために操作
者のボデーの傾き姿勢を測定して、そして解消する手段
を示す。
【図８】必要とする入力および出力チャネルのためのマ
イクロプロセサの接続を概略的に示す。
【図９】地上の操作者によって指示される関節式のロー
ド作業プラットホームにより構成された図１〜５示の乗
物の側面図である。
【図１０】図１０Ａと１０Ｂは、ボデーを乗せるコント
ローラーインターフェイスのアーム装着機械構成の側面
と上面図である。
【図１１】図１１Ａ、１１Ｂと１１Ｃは、操作者のアー
ム位置およびそれに伴う機械運動方向の応答の間の関係
を概略的に示す。
【図１２】ボデー据付けコントローラーの必要とする高
感度傾斜計の一軸の断面図である。
【図１３】図１３Ａと１３Ｂは、図１２において示され
た傾斜計のＵ型バージョンの断面図である。
【図１４】乗物構成上に装填されたコントローラー位置
における操作者によって指示された関節式のリフト・プ
ラットホームにより構成された図１〜５示の乗物の側面
図である。
【図１５】図１４において示されるた乗物の平面図であ
る。
【図１６】コントローラー・プラットホーム上にすえ付
けられたベストおよびアーム装填コントロール・出力セ
ンサを一体化するディレクター・インターフェース機械
構成の平面図である。
【図１７】図１７Ａ、１７Ｂと１７Ｃは、アーム位置決
めする選択した機械の応答位置との間の関係を概略的に
示す図である。
【図１８】図１８Ａと１８Ｂは、彼が水平面における作
業プラットホーム付着点を動かすため、２軸で比例で、
動くためのコントロール出力指示に人間のトルソ運動の
指示運動がどのように生じるのに役立つか、絵入りで、
そして概略的に実例で説明する図である。
【図１９】出力および当然な作業プラットホ−ム位置決
めに、補助のコンピューターがどのように、離散的アク
ティヴェイターに水平面指示入力を置き換えるのに連続
的に供されるか、概略的に、そして絵入りで実例で説明
する図である。
【図２０】その機械の、電気の、そして機能的な属性を
定義するためにコントローラー・インターフェースのベ
スト据着け部分の一部切除した断面の図である。
【符号の説明】
１７ 作業ステーション ３１ 指示部材 ５０ マイクロプロセサ ５８ 作業ステーション ７５ 面部分 ７６ リニア抵抗ストリップ ７７ ターミナル接続手段 ７８ 部分 ８１ 重力応答接触ワイパ手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−295323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−252083（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−167889（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−50211（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−100193（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4414537（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B66F 9/24

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 懸吊された作業ステーションを制御可能
    に動かすための適応制御人間補助システムにおいて、 バケットを含む作業ステーションを支持する少なくとも
    １つの可動部材を含む支持構造； 前記バケットを水平及び垂直の方向において動かすため
    に、前記少なくとも１つの可動部材を動かすための手
    段； 予め定められた支持構造座標に対する前記バケットの位
    置を連続的に監視するための手段； 前記バケットに取り付けられ、操作者の上胴体の枢動的
    及び軸上のアラインメントに従って共に運動する指示部
    材であって、操作者の上胴体に結合するための手段を含
    む指示部材； 操作者による前記指示部材の運動を決定し、実質的に水
    平な平面において互いに直交する２つの軸に関して該運
    動を分解し、前記支持構造との実質的に固定した関係を
    有する制御手段で、 前記軸に対し及び前記指示部材の変位に関連する前記運
    動の方向に関連し、前記バケットを、前記変位に対する
    速度で前記運動方向へ移動させるための制御信号を発生
    し、前記バケットを予め定められた垂直位置に保持する
    手段を含む制御手段； 前記バケットの垂直の運動を発生するために前記操作者
    の下脚の位置決めするようになされている前記バケット
    内の手段； 面上を動くように支持されるシャーシ； 前記シャーシの水平化及び上昇のための前記シャーシ上
    のアウトリガー； 前記シャーシ上の流体圧動力供給を含む動力供給装置； 前記アウトリガーを伸縮させる手段；及び、 前記シャーシの水平化を指示する信号を発生し、前記信
    号を前記制御手段に送り出すための手段； を備え、 前記支持構造は、前記シャーシ上に取り付けられた枢動
    部材と、枢動部材に内側端が取り付けられ、実質的に垂
    直及び水平軸の回りで運動する伸縮可能なブームを含
    む、適応制御人間補助システム。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記操作者の胴体の運
    動によって発生された信号を受けて、前記制御信号を生
    成するために適合させられたマイクロプロセサ手段を含
    み、 該マイクロプロセサ手段は、前記操作者のボデーによっ
    て発生した運動を正確なバケット運動に置き換えるよう
    にプログラムされる請求項１記載の適応制御人間補助シ
    ステム。
  3. 【請求項３】 状態変数に従って置かれた指示信号を連
    続的に適合させて、本システムの操作可能空間の範囲内
    のすべての位置における各操作者の胴体運動のための同
    じ運動応答速度を発生するための、プログラムされた手
    段を含む請求項２記載の適応制御人間補助システム。
  4. 【請求項４】 前記作業ステーション及び前記支持構造
    のあらゆる関連したエレメントが、他のシステムエレメ
    ントの使用のために割り当てられた空間に入ることを阻
    止するために前記作業ステーションの運動を限定するた
    めのプログラムされた手段を含む請求項２記載の適応制
    御人間補助システム。
  5. 【請求項５】 バケット位置決めを安全な動作限界に制
    限するために、ローディング及び他の運動を連続的に監
    視するための検知手段及びプログラムされた手段を含む
    請求項２記載の適応制御人間補助システム。
  6. 【請求項６】 バケットの運動応答速度を所望の値に調
    節するために、プログラムされた手段を含む請求項２記
    載の適応制御人間補助システム。
  7. 【請求項７】 前記マイクロプロセサへの操作者信号が
    バケット運動のシーケンスを記憶するのを許容するため
    のプログラムされた手段を含み、これにより、要求に応
    じて前記シーケンスにおいて前記バケットを前方へまた
    は逆の順序に動かすように前記支持構造を作動し、所望
    によりその作動がどの位置においても休止し、再開する
    請求項２記載の適応制御人間補助システム。
  8. 【請求項８】 前記作業ステーションのための前記ドッ
    キング位置と、ドッキング位置において前記作業ステー
    ションを検出するための手段を含む請求項１記載の適応
    制御人間補助システム。
  9. 【請求項９】 前記アウトリガーを伸長し前記シャーシ
    を水平にするまで、前記作業ステーションを前記ドッキ
    ング位置で固定し、あらゆる位置で休止し、所望によっ
    て再開する手段を含む請求項８記載の適応制御人間補助
    システム。
  10. 【請求項１０】 ロードマニプレータを制御可能に動か
    すための適応制御人間補助システムにおいて、 ロードマニプレータを支持する少なくとも１つの可動部
    材を含む支持構造； 予め選択された方向に前記ロードマニプレータを動かす
    ために、前記少なくとも１つの可動部材を動かすための
    手段； 予め定められた支持構造座標に対する前記ロードマニプ
    レータの位置を連続的に監視するための手段； 操作者のボデー部分と共に運動する指示部材手段であっ
    て、操作者のボデー部分に結合するための手段を含む指
    示部材手段；及び、 操作者による前記指示部材の運動を決定し、実質的に水
    平な平面における互いに直交する２つの軸に関して該運
    動を分解し、前記支持構造との実質的に固定した関係を
    有する制御手段で、 前記軸に対し及び前記指示部材の変位に関連する前記運
    動の方向に関連し、前記ロードマニプレータを前記変位
    に対する速度で前記運動方向へ移動させるための制御信
    号を発生し、さらに、前記操作者のボデー部位置決めに
    よって発生された信号を受けて、前記制御信号を生成す
    るために適合させられたマイクロプロセサを含み、 該マイクロプロセサは、前記操作者のボデーによって発
    生した運動を正確なロードマニプレータ運動に置き換え
    るようにプログラム可能で、ロードマニプレータを予め
    定められた位置に保持する、制御手段； を備え、 前記指示部材手段は、上胴体に取り付けられ、上胴体の
    運動に応答したボデー装着インターフェースを備え、 前記ボデー装着インターフェースは、ベスト背部に取り
    付けられた２軸傾斜センサ手段を備え、該２軸傾斜手段
    は、前記胴体の前方、後方、側方の運動に応答して前記
    胴体運動に比例した電気出力を発生する、適応制御人間
    補助システム。
  11. 【請求項１１】 ロードマニプレータを制御可能に動か
    すための適応制御人間補助システムにおいて、 ロードマニプレータを支持する少なくとも１つの可動部
    材を含む支持構造； 予め選択された方向に前記ロードマニプレータを動かす
    ために、前記少なくとも１つの可動部材を動かすための
    手段； 予め定められた支持構造座標に対する前記ロードマニプ
    レータの位置を連続的に監視するための手段； 操作者のボデー部分と共に運動する指示部材手段であっ
    て、操作者のボデー部分に結合するための手段を含む指
    示部材手段；及び、 操作者による前記指示部材の運動を決定し、実質的に水
    平な平面における互いに直交する２つの軸に関して該運
    動を分解し、前記支持構造との実質的に固定した関係を
    有する制御手段で、 前記軸に対し及び前記指示部材の変位に関連する前記運
    動の方向に関連し、前記ロードマニプレータを前記変位
    に対する速度で前記運動方向へ移動させるための制御信
    号を発生し、さらに、前記操作者のボデー部位置決めに
    よって発生された信号を受けて、前記制御信号を生成す
    るために適合させられたマイクロプロセサを含み、 該マイクロプロセサは、前記操作者のボデーによって発
    生した運動を正確なロードマニプレータ運動に置き換え
    るようにプログラム可能で、ロードマニプレータを予め
    定められた位置に保持する、制御手段； を備え、 前記指示部材手段は、腕に装着されたコンローラインタ
    ーフェース手段であり、 前記腕に装着されたコンローラインターフェース手段
    は、各々上腕と下腕に取り付けられたトラフ形部分と、
    前記上腕と下腕の運動に対して応答する前記トラフ形部
    分内の第１運動応答手段とを備え、 前記指示部材手段は、前記腕の手首に装着され、手首の
    回転角度に比例した電気出力を発生する第２運動応答手
    段と、上胴体に取り付けられ、上胴体の運動に応答した
    ボデー装着インターフェースをも含む、適応制御人間補
    助システム。
  12. 【請求項１２】 前記第１運動応答手段は、前記上腕と
    下腕の角度配向に比例した正確な電気出力を発生する重
    力駆動平面傾斜計を備える請求項１１記載の適応制御人
    間補助システム。
  13. 【請求項１３】 前記腕の親指上に装着された親指グロ
    ーブ； ロードマニプレータ手段を動かす手段を作動させるため
    の前記親指グローブ上に装着された切換手段； を含む請求項１２記載の適応制御人間補助システム。
  14. 【請求項１４】 前記ボデー装着インターフェースは、
    ベスト背部に取り付けられた２軸傾斜センサ手段を備
    え、 該２軸傾斜手段は、前記胴体の前方、後方、側方の運動
    に応答して前記胴体運動に比例した電気出力を発生する
    請求項１１記載の適応制御人間補助システム。
  15. 【請求項１５】 ロードマニプレータを制御可能に動か
    すための適応制御人間補助システムにおいて、 ロードマニプレータを支持する少なくとも１つの可動部
    材を含む支持構造；予め選択された方向に前記ロードマ
    ニプレータを動かすために、前記少なくとも１つの可動
    部材を動かすための手段； 予め定められた支持構造座標に対する前記ロードマニプ
    レータの位置を連続的に監視するための手段； 操作者のボデー部分と共に運動する指示部材手段であっ
    て、操作者のボデー部分に結合するための手段を含む指
    示部材手段；及び、 操作者による前記指示部材の運動を決定し、実質的に水
    平な平面における互いに直交する２つの軸に関して該運
    動を分解し、前記支持構造との実質的に固定した関係を
    有する制御手段で、 前記軸に対し及び前記指示部材の変位に関連する前記運
    動の方向に関連し、前記ロードマニプレータを前記変位
    に対する速度で前記運動方向へ移動させるための制御信
    号を発生し、さらに、前記操作者のボデー部位置決めに
    よって発生された信号を受けて、前記制御信号を生成す
    るために適合させられたマイクロプロセサを含み、 該マイクロプロセサは、前記操作者のボデーによって発
    生した運動を正確なロードマニプレータ運動に置き換え
    るようにプログラム可能で、ロードマニプレータを予め
    定められた位置に保持する、制御手段； を備え、 前記指示部材手段は、腕に装着されたコンローラインタ
    ーフェース手段であり、 前記腕に装着されたコンローラインターフェース手段
    は、各々上腕と下腕に取り付けられたトラフ形部分と、
    前記上腕と下腕の運動に対して応答する前記トラフ形部
    分内の運動応答手段とを備え、 前記運動応答手段は、前記上腕と下腕の角度配向に比例
    した正確な電気出力を発生する重力駆動平面傾斜計を備
    え、 前記重力駆動平面傾斜計は、 不伝導面部分； 前記不伝導面部分に接着される平坦面リボン形リニア抵
    抗ストリップ； 前記リニア抵抗ストリップを横切り電圧供給を接続する
    ターミナル接続手段； 前記リニア抵抗ストリップの背部で前記面部分に取り付
    けられ、円周の溝を有する後部分； 前記円周溝の中の低抵抗伝導材料； 前記低抵抗伝導材料に接続された出力端； 前記リニア抵抗ストリップを、前記円周溝の中の低抵抗
    導電材料を介して前記出力端に接続する重力応答接触ワ
    イパ手段； を備え、これによって前記重力応答接触ワイパ手段の相
    対位置が、ボデー部分の位置を示すものである適応制御
    人間補助システム。
  16. 【請求項１６】 前記重力駆動平面傾斜計手段は、蹄鉄
    形をして、手首の運動を示すために手首に連結される請
    求項１５記載の適応制御人間補助システム。
  17. 【請求項１７】 相対的ボデーの運動を示すための重力
    駆動平面傾斜計であって、 不伝導面部分； 前記不伝導面部分に接着される平坦面リボン形リニア抵
    抗ストリップ； 前記リニア抵抗ストリップを横切り電圧供給を接続する
    ターミナル接続手段； 前記リニア抵抗ストリップの背部で前記面部分に取り付
    けられ、円周の溝を有する後部分； 前記円周溝の中の低抵抗伝導材料； 前記低抵抗伝導材料に接続された出力端； 前記リニア抵抗ストリップを、前記円周溝の中の低抵抗
    導電材料を介して前記出力端に接続する重力応答接触ワ
    イパ手段； を備え、これによって前記重力応答接触ワイパ手段の相
    対位置が、ボデー部分の位置を示す重力駆動平面傾斜
    計。
  18. 【請求項１８】 前記重力駆動平面傾斜計手段は、蹄鉄
    形をして、手首の運動を示すために手首に連結される請
    求項１７記載の重力駆動平面傾斜計。
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Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5600258A (en) * 1993-09-15 1997-02-04 Intest Corporation Method and apparatus for automated docking of a test head to a device handler
US6170606B1 (en) * 1996-06-28 2001-01-09 Safety Dynamicon, Inc. Analog control
US6104965A (en) * 1997-05-01 2000-08-15 Motorola, Inc. Control of workstations in assembly lines
AU2001233541A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-20 Source Holdings Ltd. Harvesting apparatus for tall-growing crops
US6834436B2 (en) * 2001-02-23 2004-12-28 Microstrain, Inc. Posture and body movement measuring system
AU2002331786A1 (en) 2001-08-31 2003-03-18 The Board Of Regents Of The University And Community College System, On Behalf Of The University Of Coordinated joint motion control system
US6985795B2 (en) * 2001-09-21 2006-01-10 Schlage Lock Company Material handler with center of gravity monitoring system
WO2004005087A1 (ja) * 2002-07-08 2004-01-15 Kabushiki Kaisha Moric 車両用盗難防止方法及び装置
SG137846A1 (en) * 2003-08-06 2007-12-28 Intest Corp Test head positioning system
ITMO20030296A1 (it) * 2003-10-31 2005-05-01 Aron S P A Apparato e metodo per controllare il livellamento di un piano di supporto.
US8056674B2 (en) * 2004-02-26 2011-11-15 Jlg Industries, Inc. Boom lift vehicle and method of controlling lifting functions
US7246684B2 (en) * 2004-02-26 2007-07-24 Jlg Industries, Inc. Boom lift vehicle and method of controlling boom angles
US20070000724A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Sky Climber Llc Self-erecting suspension platform system
US8065060B2 (en) * 2006-01-18 2011-11-22 The Board Of Regents Of The University And Community College System On Behalf Of The University Of Nevada Coordinated joint motion control system with position error correction
US7726048B2 (en) 2006-11-30 2010-06-01 Caterpillar Inc. Automated machine repositioning in an excavating operation
US20090145871A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Bond Anthony E Wireless and wired control mechanism for an aerial lift or crane
GB2457908A (en) * 2008-02-28 2009-09-02 Blue Sky Access Ltd A safety device for an aerial lift
US8141681B2 (en) 2008-04-07 2012-03-27 Safeworks, Llc Tower climbing assist device
US20100059314A1 (en) * 2008-09-09 2010-03-11 C & W Manufacturing and Sales Company Inspection Platform
FR2950618B1 (fr) * 2009-09-28 2011-10-21 Haulotte Group Nacelle elevatrice et methode de commande d'une telle nacelle
CN102771079A (zh) * 2010-01-20 2012-11-07 法罗技术股份有限公司 具有多通信通道的便携式关节臂坐标测量机
US20110229294A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Mark Gale Apparatus and Method for Lifting And/Or Lowering Stretchers Or Gurneys Into, Or Out Of, Emergency Vehicles
US9314921B2 (en) 2011-03-17 2016-04-19 Sarcos Lc Robotic lift device with human interface operation
EP2686224A2 (en) 2011-03-17 2014-01-22 Raytheon Company Robotic mobile low-profile transport vehicle
US8942846B2 (en) 2011-04-29 2015-01-27 Raytheon Company System and method for controlling a teleoperated robotic agile lift system
US8977388B2 (en) 2011-04-29 2015-03-10 Sarcos Lc Platform perturbation compensation
US8892258B2 (en) 2011-04-29 2014-11-18 Raytheon Company Variable strength magnetic end effector for lift systems
US9789603B2 (en) 2011-04-29 2017-10-17 Sarcos Lc Teleoperated robotic system
GB2495158B (en) * 2011-12-15 2014-09-10 Safety Zone Ltd Proximity alarm for an aerial lift
FR2984294A1 (fr) * 2011-12-19 2013-06-21 Haulotte Group Dispositif de protection d'un utilisateur d'une nacelle elevatrice et nacelle elevatrice comprenant un tel dispositif
US9616580B2 (en) 2012-05-14 2017-04-11 Sarcos Lc End effector for a robotic arm
US9527713B2 (en) * 2012-05-23 2016-12-27 Altec Industries, Inc. Low power control system for an elevated work platform
US10766133B2 (en) 2014-05-06 2020-09-08 Sarcos Lc Legged robotic device utilizing modifiable linkage mechanism
CA3026002C (en) 2016-09-06 2021-04-20 Advanced Intelligent Systems Inc. Mobile work station for transporting a plurality of articles
US10828767B2 (en) 2016-11-11 2020-11-10 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators with internal valve arrangements
US10821614B2 (en) 2016-11-11 2020-11-03 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
US10919161B2 (en) 2016-11-11 2021-02-16 Sarcos Corp. Clutched joint modules for a robotic system
US10765537B2 (en) 2016-11-11 2020-09-08 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators for use within a robotic system
US10843330B2 (en) 2017-12-07 2020-11-24 Sarcos Corp. Resistance-based joint constraint for a master robotic system
US11331809B2 (en) 2017-12-18 2022-05-17 Sarcos Corp. Dynamically controlled robotic stiffening element
WO2019157587A1 (en) 2018-02-15 2019-08-22 Advanced Intelligent Systems Inc. Apparatus for supporting an article during transport
US10745219B2 (en) 2018-09-28 2020-08-18 Advanced Intelligent Systems Inc. Manipulator apparatus, methods, and systems with at least one cable
US10751888B2 (en) 2018-10-04 2020-08-25 Advanced Intelligent Systems Inc. Manipulator apparatus for operating on articles
CN109366385A (zh) * 2018-10-18 2019-02-22 九江精密测试技术研究所 一种大偏载轴系电液混合驱动五轴复合转台
US10966374B2 (en) 2018-10-29 2021-04-06 Advanced Intelligent Systems Inc. Method and apparatus for performing pruning operations using an autonomous vehicle
US10645882B1 (en) 2018-10-29 2020-05-12 Advanced Intelligent Systems Inc. Method and apparatus for performing pruning operations using an autonomous vehicle
US10676279B1 (en) 2018-11-20 2020-06-09 Advanced Intelligent Systems Inc. Systems, methods, and storage units for article transport and storage
US11351675B2 (en) 2018-12-31 2022-06-07 Sarcos Corp. Robotic end-effector having dynamic stiffening elements for conforming object interaction
US10906191B2 (en) 2018-12-31 2021-02-02 Sarcos Corp. Hybrid robotic end effector
US11241801B2 (en) 2018-12-31 2022-02-08 Sarcos Corp. Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism
USD896693S1 (en) 2019-06-28 2020-09-22 Douglas H. Jennings, Jr. Flag display device
CN110803625B (zh) * 2019-12-03 2020-11-06 深知智能科技(金华)有限公司 一种正面吊工作装置作业姿态自动调整控制方法及系统
CN113711772A (zh) * 2020-05-25 2021-11-30 西北农林科技大学 一种山地果园双悬臂伸缩式采摘机
CN111605637A (zh) * 2020-06-06 2020-09-01 哈尔滨学院 一种基于视觉的越障机器人
CN111626007B (zh) * 2020-06-11 2024-02-06 中国科学院沈阳自动化研究所 一种脐带缆动力学模型验证系统
CN112551451A (zh) * 2020-11-18 2021-03-26 北京林业大学 一种果园高位作业平台调平装置
US11833676B2 (en) 2020-12-07 2023-12-05 Sarcos Corp. Combining sensor output data to prevent unsafe operation of an exoskeleton
US11794345B2 (en) 2020-12-31 2023-10-24 Sarcos Corp. Unified robotic vehicle systems and methods of control
CN115039572B (zh) * 2022-07-22 2023-11-14 农业农村部南京农业机械化研究所 一种六自由度混联采摘操作手
US11826907B1 (en) 2022-08-17 2023-11-28 Sarcos Corp. Robotic joint system with length adapter
US11717956B1 (en) 2022-08-29 2023-08-08 Sarcos Corp. Robotic joint system with integrated safety
US11897132B1 (en) 2022-11-17 2024-02-13 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot
US11924023B1 (en) 2022-11-17 2024-03-05 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878957A (en) * 1972-06-16 1975-04-22 Rempel Enterprises Fruit harvesting machine
US4414537A (en) * 1981-09-15 1983-11-08 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Digital data entry glove interface device
US4514796A (en) * 1982-09-08 1985-04-30 Joy Manufacturing Company Method and apparatus for controlling the position of a hydraulic boom
JPS61172008A (ja) * 1984-09-04 1986-08-02 Agency Of Ind Science & Technol 姿勢検出センサ
US4722044A (en) * 1985-03-19 1988-01-26 Sundstrand Corporation Boom control system
DE3674614D1 (de) * 1985-03-28 1990-11-08 Hikoma Seisakusho Kk Hebevorrichtung.
GB2186693B (en) * 1986-01-23 1990-09-05 Duracell Int Inclination sensor
US4724924A (en) * 1987-04-29 1988-02-16 O'flaherty Finance Corporation Control handle arrangement for aerial bucket lift
US4912662A (en) * 1987-06-22 1990-03-27 Wedge Innovations, Inc. Inclinometer
US4862172A (en) * 1987-09-14 1989-08-29 Texas Scottish Rite Hospital For Crippled Children Computer control apparatus including a gravity referenced inclinometer
US5007772A (en) * 1988-10-24 1991-04-16 Mckenna Frank J Fruit harvesting machine
CA1333416C (en) * 1988-11-18 1994-12-06 Tetsuya Nishida Pivotal movement control device for boom-equipped working machine
US5196998A (en) * 1990-04-02 1993-03-23 Fulton Francis M Adaptive control man-augmentation system for a suspended work station
US5107954A (en) * 1990-10-31 1992-04-28 Aichi Sharyo Co. Ltd. Control device for mobile vehicular apparatus with aerial platform
US5237753A (en) * 1992-05-18 1993-08-24 Lucas Sensing Systems, Inc. Capacitive gravity sensor and inclinometer

Also Published As

Publication number Publication date
EP0616275A2 (en) 1994-09-21
EP0616275B1 (en) 1998-09-30
JPH06271299A (ja) 1994-09-27
DE69321339D1 (de) 1998-11-05
CA2092148C (en) 2002-05-28
DE69321339T2 (de) 1999-06-17
CA2092148A1 (en) 1994-09-17
US5390104A (en) 1995-02-14
EP0616275A3 (en) 1995-04-19

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