JP3600709B2

JP3600709B2 - ブーム先端部の移動制御装置

Info

Publication number: JP3600709B2
Application number: JP12696897A
Authority: JP
Inventors: 彰彦大平; 健二亀井; 孝明大葉; 隆佐々木
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: JPH10316392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体上に旋回、起伏、伸縮自在に取り付けられたブームを有するブーム作業車のブーム先端部の移動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブーム作業車としては、例えば、高所作業車が知られており、高所作業車は、車体上に旋回、起伏、伸縮自在に取り付けられたブームと、ブーム先端に首振り（水平旋回）自在に取り付けられた作業者搭乗用の作業台と、ブームの起伏作動操作、伸縮作動操作、旋回作動操作を行う操作レバーを有している。このように構成された高所作業車によれば、操作レバーを操作してブームを適宜旋回・起伏・伸縮作動させて作業台を所望高所に移動し、作業台に搭乗した作業者によって高所作業を行わせることができる。
【０００３】
ところが、その高所作業が、作業台を移動させながら行うような作業、例えば、船底部の側面のように平面視および正面視において湾曲した側面の塗装作業のような作業だった場合、各操作レバーの操作によりブームを適宜旋回・起伏・伸縮作動させて、この湾曲した側面に沿って作業台を移動させるのには熟練を要し、作業効率も良くないという問題がある。
【０００４】
なお、操作レバーの操作に対応して作業台が同一高さにおいて操作方向に水平移動するようにブームを作動制御したり、操作レバーの操作に対応して作業台が垂直移動するようにブームを作動制御するモード（すなわち、平面移動制御装置）を設けた高所作業車もある。このような高所作業車においては、通常モードでは、従来通りにレバー操作に応じて起伏、伸縮、旋回作動をそれぞれ行わせ、一方平面移動モードでは、レバー操作に応じて作業台を水平直線移動もしくは垂直直線移動させることができるので、作業台の移動操作が容易となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように構成された平面移動制御装置では、作業台を水平もしくは垂直方向に直線的に移動させることができるだけであるので、上記のように湾曲した側面に沿って作業台を移動させるためには、図１０に示すように、右方への移動操作と、前方への移動操作を繰り返さなければならず操作が煩わしいという問題があった。
【０００６】
また、このような平面移動制御装置では、ブームの起伏角、伸長量および旋回角を検出するための高価なセンサ類が必要であり、制御装置が複雑且つ高価であるという問題があり、さらに、ブーム先端部を水平もしくは垂直移動させることはできるが、例えば傾斜面に沿って斜めに移動させるようなことはできないという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成および操作でしかもブーム先端部を多種のバリエーションで移動させることができるような構成のブーム先端部の移動制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るブーム先端部の移動制御装置は、ブームの移動方向の設定および移動操作を行う移動操作手段、ブームの起伏角を検出する起伏角検出器、ブームの伸長量を検出する伸長量検出器、ブームの旋回角を検出する旋回角検出器、傾斜角を設定する傾斜角設定器、および、ブームの旋回、起伏、伸縮作動制御を行う傾斜移動コントローラを有して構成される。そして、これら３つの検出器からの情報によってブーム先端部位置を算出し、この算出されたブーム先端部位置において水平面に対して検出角設定器により設定された傾斜角だけ傾斜した傾斜面内において、移動操作手段の水平移動操作レバーの操作に応じて旋回モータ、起伏シリンダおよび伸縮シリンダに作動信号を出力してブーム先端部が移動するようにブームを作動させ、同時に移動操作手段の旋回操作レバーの操作に応じて旋回モータに作動信号を加えてブームを旋回させることができる。
【０００９】
この傾斜面内における移動操作手段の操作に応じたブーム先端部の移動制御は、例えば、算出されたブーム先端部位置からの水平面内における移動経路を演算し、この水平面内における移動経路を、傾斜角設定器により設定した傾斜面内の移動経路に変換し、このように変換された傾斜面内の移動経路に沿ってブーム先端部が移動するようにブームを作動制御させることにより達成できる。
【００１０】
このような構成によれば、傾斜移動させたい方向として、この方向が水平面となす角度を傾斜角設定器において設定し、移動操作手段の操作を行えば、傾斜面内において、移動させたい方向に向かうようにブーム先端部を直線移動させることができる。
【００１１】
なお、傾斜角設定器により傾斜角を０度に設定することにより、ブーム先端部を水平面内で移動させることができる。また、傾斜角設定器により傾斜角を９０度に設定することにより、ブーム先端部を垂直面内で移動させることができる。
【００１２】
このような構成によれば、別途、ブーム先端部の垂直移動制御装置を設ける必要がない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図を参照して説明する。図２には、本発明に係る移動制御装置を備えた自走式高所作業車１の構成を示している。図に示すように、高所作業車１は、車体１１上に旋回モータ２５によって旋回自在な旋回台１２を有しており、この旋回台１２には、基端ブーム１４ａ、中間ブーム１４ｂ、先端ブーム１４ｃからなり、入れ子式に伸縮自在に構成されたブーム１４が起伏自在に取り付けられている。このブーム１４は、起伏シリンダ１５により起伏作動し、伸縮シリンダ１６により伸縮作動するようになっている。先端ブーム１４ｃ先端には、レベリング機構（図示せず）により常時垂直に保持されて垂直ポスト１７が取り付けられており、この垂直ポスト１７には、作業者搭乗用の作業台１８が首振り（水平旋回）自在に取り付けられている。
【００１６】
作業台１８には、図３にも示すように、操作レバー２０が設けられている。この操作レバー２０は、図示されるように、起伏・伸縮操作レバー２１と旋回操作レバー２２とから構成されており、この起伏・伸縮操作レバー２１および旋回操作レバー２２は、ともに３６０度どの方向にも傾斜可能に構成されている。
【００１７】
まず、本発明の第１の実施例に係る移動制御装置の構成を図２に示し、これについて説明する。起伏・伸縮操作レバー２１および旋回操作レバー２２からの操作信号は、図１に示すように、コントローラ（演算手段）２７に入力している。このコントローラ２７には、モード切替スイッチ２６、ブーム１４の起伏角を検出する起伏角検出器２３および伸長量を検出する伸長量検出器２４からの情報が入力している。なお、モード切替スイッチ２６は、図３に示すように、作業台１８上に設けられている。
【００１８】
コントローラ２７は、モード切替スイッチ２６により通常作動モードが設定されている場合には、起伏・伸縮操作レバー２１の前後方向のレバー操作により起伏シリンダ１５の作動制御を行ってブーム１４を起伏作動させ、起伏・伸縮操作レバー２１の左右方向のレバー操作により伸縮シリンダ１６の作動制御を行ってブーム１４を起伏作動させ、旋回操作レバー２２の左右方向のレバー操作により旋回モータ１３の作動制御を行ってブーム１４を旋回作動させる。
【００１９】
一方、モード切替スイッチ２６により水平移動モードが設定されている場合には、起伏・伸縮操作レバー２１の前後方向のレバー操作がなされると、コントローラ２７は、検出器２３〜２５の検出情報に基づいて作業台１８（ブーム１４の先端部）の位置を算出し、図２に示すように、この算出された作業台１８の高さを保持し且つブーム１４の軸線を含む垂直面内（図２の紙面）内における前後いずれかの方向（図２における水平線Ｈに沿った方向）への作業台１８の移動経路を演算し、この移動経路に沿って作業台１８が移動するように、起伏シリンダ１５および伸縮シリンダ１６の作動制御を行う。
【００２０】
すなわち、水平移動モードでは、起伏・伸縮操作レバー２１が水平方向移動（水平線Ｈに沿った前後移動）のための操作レバーとして用いられる。但し、旋回操作レバー２２は通常モードと同じくブーム１４の旋回作動のために用いられ、水平モードにおいてもコントローラ２７は、旋回操作レバー２２の左右方向のレバー操作により、旋回モータ１３へ作動信号を出力してブーム１４を旋回作動させる。
【００２１】
このような構成によれば、作業台１８に搭乗した作業者は、モード切替スイッチ２６を通常作動モードにすれば、起伏・伸縮操作レバー２１および旋回操作レバー２２の操作によりブーム１４を旋回、起伏および伸縮作動をそれぞれ独自にもしくは組み合わせて行わせ、作業台１８を所定位置まで移動させることができる。
【００２２】
一方、モード切替スイッチ２６を水平移動モードにすれば、図４に示すように、起伏・伸縮操作レバー２１を前後方向に操作して、ブーム１４を起伏・伸縮作動させて作業台１８を前後方向へ直線水平移動（図２における水平線Ｈに沿った移動）させることができる。このような直線水平移動を行わせているときに旋回操作レバー２２を左右方向に操作してブーム１４を旋回作動（矢印Ａ方向作動）させれば、例えば図５に示すように、平面視において湾曲した船Ｓの側面に沿って作業台１８をカーブ移動させるようなこともできる。これにより、作業台１８に搭乗した作業者により船Ｓの側面に沿って横方向に塗装していくような作業が容易となる。
【００２３】
なお、作業台１８の高さ位置を変えたい場合等には、モード切替スイッチ２６を通常モードにすれば、起伏・伸縮操作レバー２１および旋回操作レバー２２の操作によりブーム１４を旋回・起伏・伸縮作動させて、作業台１８の位置を変えることができる。また、本例では直線水平移動を行わせているときに旋回操作レバーを操作して水平面内でカーブ移動させているが、直線垂直移動を行わせているときに旋回操作レバーを操作して垂直面内でカーブ移動させるようにすることもできる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例に係る移動制御装置を図５を参照して説明する。この移動制御装置は、図１と比較すればよく分かるように、上記第１の実施例とは、旋回角検出器２５が加わっているだけであり、その他の構成は同一である。よってその構成の説明は共通部分については省略する。
【００２５】
この装置においてモード切替スイッチ２６が通常作動モードに切り替えられているときには、起伏・伸縮操作レバー２１および旋回操作レバー２２の操作によりブーム１４を旋回、起伏および伸縮作動をそれぞれ独自にもしくは組み合わせて行わせ、作業台１８を所定位置まで移動させることができる。
【００２６】
一方、モード切替スイッチ２６を水平移動モードにすれば、起伏・伸縮操作レバー２１を前後左右任意の方向に操作して、作業台１８をレバー操作に対応する方向へ直線水平移動させることができる。すなわち、起伏・伸縮操作レバー２１は３６０度いずれの方向にも傾動操作可能であるが、この傾動操作方向に作業台１８が水平直線移動するように、ブーム１４の起伏、伸縮および旋回作動制御が行われる。このため、本例では、起伏角検出器２３、伸長量検出器２４および旋回角検出器２５からの検出信号に基づいてコントローラ２７により、旋回モータ１３、起伏シリンダ１５および伸縮シリンダ１６の作動制御がなされる。
【００２７】
さらに、この装置において、上記のようにして直線水平移動を行わせているときに、同時に旋回操作レバー２２を左右方向に操作してブーム１４を旋回作動（矢印Ａ方向作動）させることができるように構成されている。これにより、例えば図７に示すように、起伏・伸縮操作レバー２１を任意の方向に傾動操作して作業台１８をこの操作に対応する方向へ直線水平移動させている状態で、旋回操作レバー２２を左右方向に操作してブーム１４を旋回（矢印Ａ方向）させ、曲線状の移動を行わせることもできる。この場合、起伏・伸縮操作レバー２１の傾動操作による作業台１８の水平直線移動には、ブーム１４の旋回作動も伴うのであるが、コントローラ２７は、この起伏・伸縮操作レバー２１の操作による旋回信号と、旋回操作レバー２２の操作による旋回信号とを合算した旋回信号量に対応してブーム１４を旋回作動させる制御を行う。なお、この例においても、直線垂直移動を行わせているときに旋回操作レバーを操作して垂直面内でカーブ移動させるようにすることもできる。
【００２８】
以上説明したように、上記の移動制御装置によれば、作業台１８を水平面に沿ってカーブ移動させて、平面視において湾曲した側面を横方向に塗装していくような作業を容易に行うことができる。しかしながら、正面視において湾曲した側面に対して斜め方向に塗装していった方がよい場合もある。
【００２９】
このため、本発明に係る移動制御装置は、図８に示すように、傾斜面Ｋに沿って作業台１８を移動させるようにブーム１４を作動制御することもできるようになっている。このような制御を行うため、コントローラ２７には、図１および図６に示すように、座標変換器３１が繋がっており、座標変換器３１には、傾斜角設定器３２が繋がっている。
【００３０】
傾斜角設定器３２は、傾斜面Ｋの傾斜角度αを設定するものであり、設定された傾斜角αは、座標変換器３１に入力される。傾斜角設定器３２は、当該例においては、図３に示すようにつまみの回転操作によりその傾斜角を設定できるように構成されている。なお、これは、数値入力により傾斜角を設定するように構成したのでもよい。
【００３１】
図８に示すように、作業台１８を傾斜面Ｋに沿って移動させようとした場合には、まず、モード切替スイッチ２６を水平移動モードにし、傾斜角設定器３２により、傾斜面Ｋの傾斜角αを設定する。そして、垂直水平操作レバー２１により移動したい方向へレバー操作を行う。上述したように、これによりコントローラ２７は、水平面Ｈに沿った作業台１８の移動経路Ｒｈを演算する。
【００３２】
この移動経路Ｒｈは、座標変換器３１に入力しており、座標変換器３１は、上記レバー操作時における作業台１８の位置からの、傾斜面Ｋ内における移動経路Ｒｋを演算し、この移動経路Ｒｋをコントローラ２７に出力する。そして、この移動経路Ｒｋに沿って作業台１８が移動するように、コントローラ２７は、ブーム１４の作動制御を行う。
【００３３】
なお、傾斜面Ｋの傾斜の基準線Ｃは、当該例においては、図９に示すように、車体１１の前後方向に対して直角となるように設定されている。
【００３４】
このような構成により、作業台１８に搭乗した作業者は、傾斜面Ｋに沿って作業台を移動させながら側面を塗装していくことができる。この傾斜面Ｋに沿った作業台の移動は、起伏・伸縮操作レバー２１の操作によりその移動方向を自由に、任意の方向へ変えながら行うことができる。
【００３５】
なお、傾斜角設定器３２により傾斜角αを０度に設定すれば、起伏・伸縮操作レバー２１の操作により作業台１８が水平移動するようにブーム１４を作動制御することができる。また、傾斜角設定器３２により傾斜角αを９０度に設定すれば、起伏・伸縮操作レバー２１の操作により作業台１８が垂直移動するようにブーム１４を作動制御することもできる。したがって、この平面制御装置を備えたブーム作業車にあっては、別途、作業台１８の垂直移動制御装置を設ける必要がない。
【００３６】
さらに、水平移動モードを選択し、傾斜角設定器３２により傾斜面Ｋの傾斜角αを所定角度に設定した状態において、起伏・伸縮操作レバー（水平移動操作レバー）２１の操作と旋回操作レバー２２の操作を同時に行うことにより、作業台１８が傾斜面Ｋ内において、曲線状に移動するように、ブーム１４の作動制御を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るブーム先端部の移動制御装置によれば、傾斜角設定器により傾斜角を設定することにより、移動方向設定手段（例えば、水平移動操作レバー）の操作に応じて、その傾斜角だけ傾斜した傾斜面内においてブーム先端部を自由に平面移動させることができる。このため、例えば作業対象物の側面に沿うように傾斜面を設定することにより、移動方向設定器の操作によってブーム先端部を作業対象物の側面に沿って移動させることができる。
【００３８】
なお、傾斜角設定器により傾斜角を０度に設定することにより、ブーム先端部を水平面内で移動させることができ、また、傾斜角設定器により傾斜角を９０度に設定することにより、ブーム先端部を垂直面内で移動させることができるため、別途、ブーム先端部の垂直移動制御装置を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るブーム先端の移動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るブーム先端部の移動制御装置を備えた自走式高所作業車の構成を示す側面図である。
【図３】図２の高所作業車の作業台を示す斜視図である。
【図４】第１の実施例における水平移動モードでの水平レバー操作に対応するブームの作動を示す平面図である。
【図５】第１の実施例における水平移動モードでの水平レバー操作および旋回レバー操作を同時に行ったときのブームの作動を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るブーム先端の移動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施例における水平移動モードでの水平レバー操作に対応するブームの作動を示す平面図である。
【図８】傾斜面に沿って作業台を直線移動させるときの移動制御を説明する概略図である。
【図９】傾斜面の基準線を説明する平面図である。
【図１０】従来のブーム先端部の移動制御を説明する平面図である。
【符号の説明】
１４ブーム
２１起伏・伸縮操作レバー
２２旋回操作レバー
２３起伏角検出器
２４伸長量検出器
２５旋回角検出器
２６モード切替スイッチ
２７コントローラ

Claims

車体上に旋回、起伏、伸縮自在に取り付けられたブームと、前記ブームを旋回動させる旋回モータと、前記ブームを起伏動させる起伏シリンダと、前記ブームを伸縮動させる伸縮シリンダとを有するブーム作業車におけるブーム先端部の移動制御装置であって、
前記ブームの移動方向の設定および移動操作を行う移動操作手段と、
前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出器と、
前記ブームの伸長量を検出する伸長量検出器と、
前記ブームの旋回角を検出する旋回角検出器と、
傾斜角を設定する傾斜角設定器と、
前記起伏角検出器、前記伸長量検出器および前記旋回角検出器からの情報によって前記ブーム先端部位置を算出し、この算出されたブーム先端部位置を通るとともに水平面に対して前記傾斜角設定器により設定された前記傾斜角だけ傾斜した傾斜面内において、前記移動操作手段の水平移動操作レバーの操作に応じて前記旋回モータ、前記起伏シリンダおよび前記伸縮シリンダに作動信号を出力して前記ブーム先端部が移動するように前記ブームを作動させ、同時に前記移動操作手段の旋回操作レバーの操作に応じて前記旋回モータに作動信号を加えて前記ブームを旋回させることが可能な傾斜移動コントローラとを備えたことを特徴とするブーム先端部の移動制御装置。
前記傾斜角設定器により前記傾斜角を０度に設定し、前記ブーム先端部を水平面内で移動させることを特徴とする請求項１に記載のブーム先端部の移動制御装置。
前記傾斜角設定器により前記傾斜角を９０度に設定し、前記ブーム先端部を垂直面内で移動させることを特徴とする請求項１に記載のブーム先端部の移動制御装置。