JP4829410B2 - Operating range control device for boom type work vehicle - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、例えば高所作業車やクレーン車のようなブーム式作業車に関し、さらに詳しくは下ブームと上ブームからなる屈伸式ブームを用いたブーム式作業車において、ブーム関連作業時に屈伸式ブームが予め設定された危険側姿勢に達するとブーム関連操作を自動的に制限するようにした作動範囲制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、高所作業車において、高所での作業範囲（高さ及び作業半径）を拡大するために、従来から図４に示すような下ブーム２と上ブーム３からなる屈伸式ブーム１を採用したものがある。
【０００３】
図４に示す高所作業車は、走行用の車両１１上に旋回台１３を水平旋回自在に設け、旋回台１３上に伸縮式の下ブーム２を起伏自在に設け、下ブーム２の先端部に伸縮式の上ブーム３を屈伸自在に設け、上ブーム３の先端部に作業員を搭乗させたり各種資材を積載するための作業台４を設けている。又、図４の高所作業車では、下ブーム２は５本の単ブームを接続して構成し、上ブーム３は４本の単ブームを接続して構成しており、作業台４を地上からかなりの高所（例えば７０〜９０メートル程度の高所）まで持ち上げ得るようになっている。尚、この種の屈伸式ブーム１においては、強度面（例えば太さ）や単ブームの使用本数等で、通常は下ブーム２の重量が上ブーム３の重量よりかなり大きくなるように設計されている。
【０００４】
車両１１上の旋回台１３は、旋回モータで水平旋回せしめられる。下ブーム２は、起伏シリンダ２１により鉛直面内で起伏せしめられるとともに下ブームに内蔵した伸縮シリンダで伸縮せしめられる。上ブーム３は、下ブーム先端部において屈伸シリンダ３１により鉛直面内で起伏せしめられるとともに上ブームに内蔵した伸縮シリンダで伸縮せしめられる。作業台４は、上ブーム先端部においてレベリング装置４１により常時水平姿勢に維持される。
【０００５】
下ブーム２には、下ブームの長さを検出する下ブーム長さ検出器２２と、下ブームの起伏角を検出する下ブーム起伏角検出器２３を設けている。又、下ブーム２用の起伏シリンダ２１部分には、下ブーム２に加わる負荷を検出する下ブーム負荷検出器２４を設けている。
【０００６】
上ブーム３にも、上ブームの長さを検出する上ブーム長さ検出器３２と、上ブームの起伏角を検出する上ブーム起伏角検出器３３を設けている。又、上ブーム３用の屈伸シリンダ３１には、上ブーム３に加わる負荷を検出する上ブーム負荷検出器３４を設けている。
【０００７】
この種の屈伸式ブーム１を使用した高所作業車では、作業台４を高所の同位置に位置させるのに、下ブーム２の起伏・伸長度合いと、上ブーム３の起伏・伸長度合いを組み合わせることによって多くのバリエーションの中から選択して行える。そして、作業台４を高所の同位置に位置させる場合、作業半径側に関しては、大重量の下ブーム２を大きく倒伏させる（相対的に軽量の上ブーム３が起仰される）より、軽量の上ブーム３を大きく倒伏させる（相対的に大重量の下ブーム２が起仰される）方が下ブーム２の支点２０回りのモーメントが小さくなり、又、高さ方向側に関しては、大重量の下ブーム２を大きく伸長させる（相対的に軽量の上ブーム３が縮小される）より、軽量の上ブーム３を大きく伸長させる（相対的に大重量の下ブーム２が縮小される）方が下ブーム２の支点２０回りのモーメントが小さくなるという性質がある。
【０００８】
ところで、この種の屈伸式ブーム１を使用したブーム式作業車（例えば高所作業車）には、ブーム関連作業時に屈伸式ブームが予め設定された危険側姿勢に達すると、ブーム関連操作を自動的に制限（危険側への作動を規制）するようにした作動範囲制御装置が設けられている。
【０００９】
屈伸式ブーム１を使用したブーム式作業車における作動範囲制御装置として、従来から、図４及び図５に示す所謂ＡＷＬ制御方式を採用したもの（第１従来例）と、図６及び図７に示す所謂ＡＭＬ制御方式を採用したもの（第２従来例）とがある。
【００１０】
作動範囲制御装置として図４及び図５のＡＷＬ制御方式を採用したもの（第１従来例）では、作業台４に許容限度の積載荷重Ｗが載っていると仮定した条件のもとで、屈伸式ブーム１の限界姿勢データ値を制御装置の限界姿勢データ値記憶手段８Ｃに記憶させておく。例えば作業台４の積載荷重限度が１トンであれば、安全性を見越して該作業台４に常時１トンの荷重Ｗが載っていると仮定して、屈伸式ブーム１の限界姿勢データ値（下ブーム２の長さ及び起伏角と、上ブーム３の長さ及び起伏角との各組み合わせによる各限界姿勢データ値）を求め、その限界姿勢データ値を限界姿勢データ値記憶手段８Ｃに記憶させておく。他方、下ブーム長さ検出器２２からの下ブーム長さ検出値と、下ブーム起伏角検出器２３からの下ブーム起伏角検出値と、上ブーム長さ検出器３２からの上ブーム長さ検出値と、上ブーム起伏角検出器３３からの上ブーム起伏角検出値とを、制御装置の演算手段７で演算して現状の屈伸式ブーム１の姿勢データ値（実際姿勢データ値）を求める。そして、その演算手段７で求めた実際姿勢データ値と限界姿勢データ値記憶手段８Ｃで記憶している限界姿勢データ値とを比較手段９で比較し、実際姿勢データ値が限界姿勢データ値に達すると、出力手段１０から下ブーム作動規制手段５１及び上ブーム作動規制手段６１に対して作動規制信号が発せられて、下ブーム２及び上ブーム３の危険側操作を同時に禁止するようになっている。例えば、図４において、屈伸式ブームを符号１の状態から符号１′の状態まで倒したときに該屈伸式ブームが限界姿勢に達したとすると、その符号１′の姿勢になった時点で比較手段９から出力手段１０を介して下ブーム作動規制手段５１及び上ブーム作動規制手段６１に対して同時に作動規制信号が発せられ、下ブーム２及び上ブーム３がいずれも危険側に作動できないようにしている。
【００１１】
又、作動範囲制御装置として図６及び図７のＡＭＬ制御方式を採用したもの（第２従来例）では、予め下ブーム２の支点２０回りに発生する屈伸式ブーム１の限界モーメント値を制御装置の限界モーメント値記憶手段８Ｄに記憶させておく。他方、下ブーム負荷検出器２４からの下ブーム負荷検出値と、屈伸式ブーム１に関する各種姿勢データ値（下ブーム長さ検出器２２からの下ブーム長さ検出値と、下ブーム起伏角検出器２３からの下ブーム起伏角検出値と、上ブーム長さ検出器３２からの上ブーム長さ検出値と、上ブーム起伏角検出器３３からの上ブーム起伏角検出値）とを、制御装置の演算手段７で演算して、現状での下ブーム２の支点２０回りのモーメント（実際モーメント値）を求める。そして、演算手段７で求めた実際モーメント値と限界モーメント値記憶手段８Ｄで記憶している限界モーメント値とを比較手段９で比較し、実際モーメント値が限界モーメント値に達すると、出力手段１０から下ブーム作動規制手段５１及び上ブーム作動規制手段６１に対して同時に作動規制信号が発せられ、下ブーム２及び上ブーム３がいずれも危険側に作動できないようにしている。
【００１２】
このように図６及び図７（第２従来例）に示す作動範囲制御装置では、下ブーム２の支点２０回りのモーメント値を比較して、ＡＭＬ制御方式で屈伸式ブーム１の作動範囲を規制するようにしているが、この第２従来例の場合は、作業台４への積載荷重が小さければ大きな作動範囲が得られ、又積載荷重が同じであっても、大重量である下ブーム２と軽量である上ブーム３の各姿勢（伸縮長さ及び起伏角）によって最大作業範囲（規制がかかる範囲）が異なる。例えば、図６の例示では、屈伸式ブーム１が符号１′及び符号１″の各姿勢でそれぞれＡＭＬ規制がかかり（実際モーメント値が限界モーメント値に達する）、下ブーム及び上ブームをそれ以上、危険側に作動できないようになっているが、このように、下ブーム（２′，２″）及び上ブーム（３′，３″）の各限界姿勢によって作業台（４′，４″）の位置が異なる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４及び図５（第１従来例）に示す作動範囲制御装置では、制御装置の限界姿勢データ値記憶手段８Ｃで記憶している屈伸式ブーム１の限界姿勢データ値は、作業台４に許容限度の積載荷重Ｗが載っていると仮定した条件をもとに、ＡＷＬ制御方式を採用して求めているので、作業台４の作業半径は、作業台４への積載荷重Ｗに関係なく屈伸式ブーム１が予め設定された限界姿勢（例えば図４の符号１′の姿勢でこのときの作業半径はＲ）までしか取れない。因に、作業台４への積載荷重が許容限度荷重（例えば１トン）より軽量（例えばＷ′の重量が０.５トン）であると、下ブーム２の支点２０回りのモーメントが小さくなって、屈伸式ブーム１が符号１′の設定限界姿勢から上ブーム３′を例えば符号３″で示す点線図示位置（危険側で作業半径がＲ1だけ拡大する）まで倒しても安全面で許容される場合があるが、この第１従来例の作動範囲制御装置では、作業台４への積載荷重が軽量であっても、最大作業半径が範囲Ｒのままに制限されてしまうという問題があった。
【００１４】
又、図６及び図７（第２従来例）に示す作動範囲制御装置では、下ブーム２の支点２０回りのモーメント値を比較して、ＡＭＬ制御方式で屈伸式ブーム１の作動範囲を規制するようにしているが、この第２従来例の場合は、例えば屈伸式ブームが図６の符号１で示す姿勢（下ブーム２が全伸状態で、上ブーム３が全縮・最大起仰姿勢）から作業台４の作業半径位置及び高さ位置をそれぞれ大きくとる際（例えば符号４″の位置まで移動させる際）に、下ブーム２のみを倒伏させていくと、下ブームが符号２′の姿勢のときに下ブーム支点２０回りの実際モーメント値が限界モーメント値記憶手段８Ｄで記憶している限界モーメント値に達し、その時点で下ブーム２′及び上ブーム３′の危険側への動作がそれぞれ禁止されてしまい、作業台４′をそれ以上、危険側に移動できなくなるという問題があった。又、屈伸式ブーム１を符号１′の姿勢（作業台が符号４′の位置）から作業台を点線図示する符号４″の位置（作業半径及び高さが遠い位置）まで移動させる場合は、まず下ブームを符号２′の姿勢から点線図示する符号２″の姿勢まで戻して上ブームの危険側作動を可能にし、その後に上ブームを符号３″で示すように伸長及び倒伏させて作業台を符号４″の位置まで移動させる必要がある。従って、図６及び図７の第２従来例のものでは、下ブーム２及び上ブーム３の作動順序を間違うと、それを修復させるのに手間と時間がかかるという問題があった。
【００１５】
尚、図６及び図７の作動範囲制御装置において、下ブーム２及び上ブーム３の両方をＡＭＬ制御方式で制御することも考えられる。この場合は、屈伸式ブーム１の作動範囲を一番広く設定できるが、このように上下両ブーム２，３ともＡＭＬ制御方式で制御する場合にも、上ブーム３が限界まで余裕がある姿勢で下ブーム２を限界姿勢にすると、そこで上ブーム３も作動範囲拡大側に作動させることができない。従って、屈伸式ブーム１を最大作動範囲に到達させるには、その規制状態から下ブーム２を起仰させた後に上ブーム３を倒伏あるいは伸長させるという作業が必要になり、操作効率が悪い装置となる。又、このように、上下両ブーム２，３ともＡＭＬ制御方式で制御するものでは、上ブーム３側の転倒モーメント計算に関する条件数（上ブーム長さ、上ブーム起伏角、上ブーム先端部に加わる荷重等の組み合わせ数）が非常に多くなり、その結果、制御装置の記憶手段や演算手段の負担が大きくなって、演算速度やコスト面で不利になるという問題がある。
【００１６】
本願発明は、屈伸式ブームを使用したブーム式作業車における上記各従来例の問題点に鑑み、下ブームが限界姿勢に達した後でも、全体としてモーメントに余裕がある場合には上ブームをさらに許容限度まで危険側に作動させ得るようにすることにより、屈伸式ブームの作業範囲を拡大させ得るようにすることを第１の目的とし、さらにそのように屈伸式ブームの作業範囲を拡大させ得るようにしたものにおいて、ブーム格納作業を容易に行い得るようにすることを第２の目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。尚、本願発明は、高所作業車やクレーン車のようなブーム式作業車において、ブーム関連作業時にブームが予め設定された危険側姿勢に達するとブーム関連操作を自動的に制限するようにした作動範囲制御装置を対象にしている。
本願請求項１の発明
本願請求項１の発明で使用されるブーム式作業車としては、走行用の車両と、車両上に水平旋回自在に設けた旋回台と、旋回台上に起伏自在に設けた伸縮式の下ブームと、下ブームの先端部に鉛直面内で屈伸自在に設けた上ブームとを備えたものが採用される。尚、本願の説明においては、下ブームと上ブームとを合わせて屈伸式ブームと表現する。
【００１８】
屈伸式ブームを使用したブーム式作業車において、一般に下ブームは上ブームより大幅に高剛性（例えば下ブームの方が大幅に太い）に設計されており、且つブーム本数も下ブームの方が上ブームより多いのが通例である。従って、通常は、下ブームの重量が上ブームの重量より大幅に重くなっている。
【００１９】
ブーム式作業車として高所作業車を採用した場合には、上ブームの先端部に作業員を搭乗させたり各種資材を積載させたりするための作業台が装備される。又、ブーム式作業車としてクレーン車を採用した場合には、上ブームの先端部に吊荷フックが装備される。
【００２０】
下ブームには、下ブームの長さを検出する下ブーム長さ検出器と、下ブームの起伏角を検出する下ブーム起伏角検出器とを有している。上ブームには、上ブームの起伏角を検出する上ブーム起伏角検出器と、上ブームに作用する負荷を検出する上ブーム負荷検出器とを有している。
【００２１】
又、本願請求項１の作動範囲制御装置では、上ブーム側の転倒モーメントが危険側の一定値になったと仮定したときの上ブーム仮想定格モーメント値を用いて求めた下ブームの限界姿勢データ値を下ブーム限界姿勢データ値記憶手段で記憶させておく。尚、上ブーム仮想定格モーメント値は、例えば、ブーム式作業車が高所作業車であれば、作業台への積載荷重が危険側の一定値になったと仮定し且つ上ブームを強度又は転倒の限界まで倒伏させたときの上ブーム側の転倒モーメント値を予め求めて、それを上ブーム仮想定格モーメント値としておく。又、ブーム式作業車がクレーン車であれば、上ブーム先端部から吊り下げる吊荷の荷重が危険側の一定値になったと仮定し且つ上ブームを強度又は転倒の限界まで倒伏させたときの上ブーム側の転倒モーメント値を予め求めて、それを上ブーム仮想定格モーメント値としておく。この上ブーム仮想定格モーメント値は、上ブーム仮想定格モーメント記憶器で記憶させておく。又、この上ブーム仮想定格モーメント記憶器は、制御装置の中に組み込んでおいてもよい。
【００２２】
尚、本願請求項１では、上ブーム仮想定格モーメント値として、特に限定するものではないが、上ブーム側のモーメントが許容限界となる限界モーメント値の例えば７０〜８０％程度に設定できる。又、この上ブーム仮想定格モーメント値は、上ブーム先端部に加わる荷重の大小に応じて複数設定しておき（例えば上記限界モーメント値の５０％、７０％、９０％等）、その複数の上ブーム仮想定格モーメント値の中から実際に行われる作業時の荷重に応じたものを選択するようにしてもよい。即ち、上ブーム先端部に加わる荷重は作業の種類ごとに異なり、作業時において実際に搭載すべき積載荷重の上限がおおよそ決まっているときには、上記複数の上ブーム仮想定格モーメント値の中からその積載荷重に見合うものを選択するようにしてもよい。
【００２３】
又、本願請求項１の作動範囲制御装置では、上ブーム支点回りの上ブーム限界モーメント値を上ブーム限界モーメント値記憶手段で記憶させておく。
【００２４】
そして、本願請求項１の作動範囲制御装置では、下ブームの作動範囲と上ブームの作動範囲とを次のように個別に制御するようにしている。
【００２５】
まず、下ブームの作動範囲の制御は、所謂ＡＷＬ制御方式で行われるもので、下部演算手段において下ブーム長さ検出器からの下ブーム長さ検出値と下ブーム起伏角検出器からの下ブーム起伏角検出値とに基いて下ブームの実際姿勢データ値を演算し、該下ブームの実際姿勢データ値が予め下ブーム限界姿勢データ値記憶手段で記憶している下ブーム限界姿勢データ値に達すると、下ブームをそれ以上の危険側（下ブーム倒伏側及び下ブーム伸長側）に作動できないように規制する。尚、上記のように、複数の上ブーム仮想定格モーメント値を設定している場合には、作業の種類（荷重の大小）に応じて複数の上ブーム仮想定格モーメント値の中から選択して行えば、下ブームの作動範囲を上ブーム先端部に加わる実際荷重に見合った最大範囲まで拡大できる。
【００２６】
他方、上ブームの作動範囲は、所謂ＡＭＬ制御方式で行われるもので、下ブームの制御とは独立して制御される。そして、この上ブームの作動範囲の制御では、上部演算手段において上ブーム起伏角検出器からの上ブーム起伏角検出値と上ブーム負荷検出器からの上ブーム負荷検出値とに基いて上ブームの実際モーメント値を演算し、該上ブームの実際モーメント値が予め記憶している上ブーム限界モーメント値に達すると、上ブームをそれ以上の危険側（上ブーム倒伏側）に作動できないように規制する。
【００２７】
この請求項１の作動範囲制御装置では、下ブームは上記のようにＡＷＬ制御方式で制御されるので、下ブームの最大作動範囲は、上ブーム側の各種条件（上ブーム先端部に加わる荷重や上ブーム起伏角等）に拘わらず、設定された所定範囲（下ブームの限界姿勢データ値）に制限される。尚、この下ブームの最大作動範囲は、上ブーム側の各種条件が作業範囲に関して最も危険側にあっても、ブーム式作業車全体の安全性を損なうものではない。
【００２８】
他方、上ブームは、上記のように下ブームの作動範囲制御とは独立してＡＭＬ制御方式で制御されるので、もし下ブームが作動範囲の限界位置に達して該下ブームの危険側作動が規制された後でも、上ブーム側のモーメントに余裕があれば、上ブーム側が限界モーメントに達するまでは上ブームを作業範囲拡大側に操作することができる。因に、この種のブーム式作業車（高所作業車やクレーン車）において、上ブーム先端部に加わる荷重が定格荷重より少ない場合に、図４及び図５の第１従来例では、下ブームが限界姿勢に達すると、上ブームの作動範囲拡大側に余裕があっても上ブームをそれ以上作業範囲拡大側に作動させることができないが、本願では、下ブームが限界姿勢に達した後でも、上ブームの作動範囲を限界範囲まで拡大側に作動させ得る。尚、このように、下ブーム及び上ブームの作業範囲をそれぞれ限界範囲まで拡大しても、ブーム式作業車全体の転倒モーメントが安全範囲を超えることはない。
【００２９】
又、本願請求項１の作動範囲制御装置では、下ブームと上ブームの各姿勢の組み合わせを意識せずに操作しても、上ブーム先端部に加わる荷重の大きさに応じて、常に最大作業範囲まで到達させることができる。即ち、下ブームと上ブームにおいて、何れのブームを先に限界範囲まで作動させた後でも、他のブームも限界範囲まで作動させることができる。
本願請求項２の発明
本願請求項２の発明は、上記請求項１のブーム式作業車の作動範囲制御装置において、下ブームの先端部に姿勢維持部材を設ける一方、姿勢維持部材に水平旋回自在な上ブーム旋回台を設けて、該上ブーム旋回台上に上ブームを起伏自在に取付けている。
【００３０】
姿勢維持部材は、下ブームの起伏角が変化しても、レベリング装置によって常に一定姿勢（水平姿勢）に維持されるようになっている。上ブーム旋回台は、姿勢維持部材上で水平旋回せしめられ、該上ブーム旋回台に取付けている上ブームを水平旋回させ得るようにしている。
【００３１】
この請求項２の発明では、請求項１の作動範囲制御装置において、高所での作業中に上ブーム先端部の作業部材（作業台や吊荷フック）を水平旋回移動させる際に、長大で大重量の下ブームをそのままで軽量で短小の上ブームのみを水平旋回させることができる。このように、上ブームのみを旋回させるようにすると、下ブームを旋回させる場合に比して上ブーム先端部の作業部材の旋回半径が小さくなって移動距離が小さくなり、該作業部材をきめ細かく操作できる（位置決め時の調整が容易になる）とともに、大重量の下ブームを動かさなくてよいので動力を軽減できる。
本願請求項３の発明
本願請求項３の発明は、上記請求項２のブーム式作業車の作動範囲制御装置において、上ブームの下ブーム先端部に対する旋回位置を検出する上ブーム旋回位置検出器を設け、上ブームの作動範囲の演算に際し、上部演算手段は、上ブーム旋回位置検出器で検出した上ブーム旋回位置検出値も用いて演算するようにしている。
【００３２】
ところで、下ブームの強度と剛性は、下ブーム倒伏方向に対して最も強くなるように設計されており、屈伸式ブームにおいて上ブームが下ブームに対して下ブーム起伏面から水平方向に角度９０°変位した位置にあるときに下ブームの強度と剛性が最も弱くなる性質がある。そして、本願請求項３のように、上ブームが下ブーム先端部で水平旋回するようにしたものでは、上ブームの旋回位置によって、下ブームが耐えられる限界モーメントが変化するという背景がある。
【００３３】
このような事情に鑑みて、本願請求項３の作動範囲制御装置では、上ブームの作動範囲を演算する際に、上ブーム旋回位置検出器からの上ブーム旋回位置検出値も用いて、上ブームが下ブーム起伏面から水平方向に変位しているときにはその変位量を加味して上ブームの限界作動範囲を制限する（縮小させる）ことができるようにしている。このようにすると、上ブームが下ブーム先端部において水平旋回するようにしたものにおいて、上ブームが下ブームの強度と剛性に対して弱い位置（例えば下ブーム起伏面から水平方向に角度９０°変位した位置）にあっても、上ブーム側の最大作動範囲を縮小側に制限（例えば上ブーム倒伏側作動を制限）することにより、下ブームを保護することができる。
本願請求項４の発明
本願請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項の作動範囲制御装置において、上ブームは伸縮式のものを使用するとともに、上ブームの長さを検出する上ブーム長さ検出器を設け、上ブームの作動範囲の演算に際し、上部演算手段は、上ブーム長さ検出器で検出した上ブーム長さ検出値も用いて演算するようにしている。
【００３４】
ところで、上ブームを伸縮式のものにすると、上ブーム先端部の作動範囲を拡大させることができるが、この場合、上ブームの伸長度合いによって上ブーム側で発生するモーメントが変化する。そこで、本願請求項４のように、上ブーム長さに関するデータ値（上ブーム長さ検出値）を加味して上ブーム側で発生するモーメントを演算すれば、上ブームが伸縮式のものであっても、上ブームの最大作動範囲を安全範囲に制御することができる。
本願請求項５の発明
本願請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項の作動範囲制御装置において、上ブーム仮想定格モーメント値は、上ブーム側の転倒モーメントが危険側の最大になったと仮定したときの値に設定している。
【００３５】
この請求項５では、下ブームの作動範囲を制御するための１つの要素となる上ブーム仮想定格モーメント値を、上ブーム側の転倒モーメントが危険側の最大となったと仮定したときの値に設定しているので、実際の作業時に上ブームが危険側の最大倒伏姿勢に達し且つ上ブーム先端部に加わる荷重も許容限度の最大になったとしても、下ブームの作動範囲は常に安全範囲に制限される。
本願請求項６の発明
本願請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項の作動範囲制御装置において、前記上ブーム仮想定格モーメント値より小さい値の上ブーム第２仮想定格モーメント値を用いて求めた下ブームの第２限界姿勢データ値を下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段で記憶させておき、上ブーム側の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブームの作動範囲を、下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値を選択し且つ下ブーム実際姿勢データ値と下ブーム第２限界姿勢データ値とを比較して制御し得るようにしている。
【００３６】
この請求項６の作動範囲制御装置は、屈伸式ブームを使用姿勢から格納する際の下ブームの作動範囲を制御するものであるが、屈伸式ブームの格納作業時には、通常、上ブームに作用する負荷がほとんど無い状態で行われる。即ち、格納作業時において上ブーム先端部に加わる荷重は、高所作業車であれば作業台上に数人の作業員が搭乗している程度の軽荷重であり、クレーン車であれば吊荷フックのみの軽荷重である。
【００３７】
そして、上記上ブーム第２仮想定格モーメント値を、例えば上ブーム先端部に加わる荷重が「０」の状態で且つ上ブームが最も安全側にある姿勢状態のときの上ブーム転倒モーメント値に設定すると、下ブーム第２限界姿勢データ値を大きく取れる（下ブームの作動範囲を大きく取れる）。又、通常作業時の下ブーム限界姿勢データ値と格納作業時の下ブーム第２限界姿勢データ値との選択は、手動の選択スイッチで行ってもよく、あるいは上ブームの姿勢を検出する検出器からの検出値に基いて上部演算手段で演算した結果、上ブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であると判断したときに選択手段により自動で下ブーム第２限界姿勢データ値を選択するようにしてもよい。
【００３８】
この請求項６の作動範囲制御装置では、上ブーム側の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、上記下ブーム第２限界姿勢データ値が選択されると、下ブームの限界作動範囲を通常作業時の下ブーム作動範囲より大きく取ることができる。従って、屈伸式ブームを格納する際に、下ブームをより下方まで（例えばほぼ水平姿勢まで）倒伏させることが可能となる。尚、屈伸式ブームの格納時には、下ブームをほぼ水平姿勢まで倒伏させるが、その場合、下ブームは転倒モーメントが最小となる全縮状態で倒伏させる。
本願請求項７の発明
本願請求項７の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項の作動範囲制御装置において、下ブーム及び上ブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブームの作動範囲の制御を解除可能にしている。
【００３９】
この請求項７の作動範囲制御装置は、屈伸式ブームを使用姿勢から格納する際に、下ブームの作動範囲の規制がかからないようにするためのものであり、下ブーム及び上ブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、例えば下ブーム作動範囲の制御を解除スイッチで手動解除させたり、あるいは下ブーム及び上ブームの姿勢を検出する各検出器からの検出値に基いて下部演算手段及び上部演算手段で演算した結果、下ブーム及び上ブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であると判断したときに下ブーム作動範囲の制御を自動解除させ得るようにしてもよい。
【００４０】
尚、「下ブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内」とは、その姿勢で下ブームを倒伏させても転倒の危険が生じない長さ範囲内まで縮小させた状態を意味するものであり、下ブームの起伏角は特に限定するものではない。又、「上ブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内」とは、上ブーム側の転倒モーメントが所定範囲内まで小さくなる状態を意味している。
【００４１】
そして、この請求項７の作動範囲制御装置では、屈伸式ブームの格納作業時において、下ブームと上ブームとが上記の条件を満たして下ブーム作動範囲の制御が解除されると、下ブームをＡＷＬ制御方式で制御するようにしたものであっても、下ブームを該ＡＷＬで制御される範囲を超えて格納側（倒伏及び縮小側）に操作できる。尚、下ブーム作動範囲の制御を解除したときでも、下ブームの伸長側操作は禁止するように制御することが好ましい。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本願実施形態のブーム式作業車の作動範囲制御装置を説明する。尚、本願の作動範囲制御装置は、高所作業車やクレーン車のようなブーム式作業車に採用されるものであるが、本願実施形態では、ブーム式作業車として図１に示す高所作業車を採用している。
【００４３】
図１の高所作業車は、図４の従来例のものと重複する部分が多々あるが、走行用の車両１１上に旋回台１３を設け、該旋回台１３上に下ブーム２と上ブーム３からなる屈伸式ブーム１を設け、さらに上ブーム３の先端部に作業台４を設けて構成されている。
【００４４】
この高所作業車の使用時には、車両１１はアウトリガ１２で支持される。又、アウトリガ１２の姿勢（張出し状態）は、アウトリガ姿勢検出器で検出されるが、このアウトリガ姿勢検出器は図示省略している。
【００４５】
旋回台１３は、図示しない旋回モータで水平旋回せしめられる。尚、旋回台１３の旋回位置は、旋回位置検出器で検出されるが、この旋回位置検出器は図示省略している。
【００４６】
旋回台１３上には、下ブーム２が鉛直面内で起伏自在に取付けられている。この下ブーム２は、起伏シリンダ２１によって起伏せしめられる。尚、図１の符号２０は、下ブーム２の基端部を枢支している支軸であり、該支軸は、下ブーム２が起伏動するときの支点２０となる。又、図１の高所作業車では、下ブーム２は５本の単ブームを接続して構成している。この下ブーム２は、ブームに内蔵した伸縮シリンダによって伸縮せしめられる。
【００４７】
下ブーム２の先端部には、姿勢維持部材１４を設けている。この姿勢維持部材１４は、下ブーム２の起伏角が変化しても、レベリング装置１５によって常に一定姿勢（水平姿勢）に維持されるようになっている。
【００４８】
姿勢維持部材１４上には、上ブーム旋回台１６が水平旋回自在に設けられている。尚、この上ブーム旋回台１６も、図示しない旋回モータで水平旋回せしめられる。
【００４９】
上ブーム旋回台１６上には、上ブーム３が鉛直面内で起伏（下ブーム２に対して屈伸）自在に取付けられている。この上ブーム３は、屈伸シリンダ３１によって起伏せしめられる。又、図１の高所作業車では、上ブーム３は４本の単ブームを接続して構成している。この上ブーム３は、ブームに内蔵した伸縮シリンダによって伸縮せしめられる。
【００５０】
上ブーム３の先端部には、作業員を搭乗させたり各種資材を積載するための作業台４を設けている。この作業台４は、下ブーム２あるいは上ブーム３が起伏動しても、レベリング装置４１によって常に水平姿勢に維持される。尚、ブーム式作業車としてクレーン車を採用したものでは、上ブーム３の先端部に吊荷フックが取付けられる。
【００５１】
図１の実施形態の高所作業車では、屈伸式ブーム１（５本接続の下ブーム２と４本接続の上ブーム３）により、作業台４を地上からかなりの高所（例えば７０〜９０メートル程度の高所）まで持ち上げることができる。又、該作業台４は、旋回台１３の旋回操作、下ブーム２の起伏・伸縮操作、上ブーム旋回台１６の旋回操作、及び上ブーム３の起伏・伸縮操作等により、三次元方向の広範囲の位置に移動させ得るようになっている。尚、この種の屈伸式ブーム１においては、強度面（例えば太さ）や単ブームの使用本数等で、通常は下ブーム２の重量が上ブーム３の重量よりかなり大きくなるように設計されている。
【００５２】
下ブーム２には、下ブームの長さを検出する下ブーム長さ検出器２２と、下ブームの起伏角を検出する下ブーム起伏角検出器２３を設けている。尚、下ブーム２に関する各検出器２２，２３は、この種のブーム式作業車において既存のものである。
【００５３】
上ブーム旋回台１６には、上ブーム旋回台１６の向き（旋回位置）を検出する上ブーム旋回位置検出器３５が設けられている。尚、この上ブーム旋回位置検出器３５は、上ブーム３が下ブーム２の姿勢を基準にして水平旋回方向のどの方向に向いているかを検出するものである。
【００５４】
上ブーム３にも、該上ブームの長さを検出する上ブーム長さ検出器３２と、該上ブームの起伏角を検出する上ブーム起伏角検出器３３を設けている。又、上ブーム３用の屈伸シリンダ３１には、上ブーム３に加わる負荷を検出する上ブーム負荷検出器３４を設けている。
【００５５】
この種の屈伸式ブーム１を使用した高所作業車では、作業台４を高所の同位置に位置させるのに、下ブーム２の起伏・伸長度合いと、上ブーム３の起伏・伸長度合いを組み合わせることによって多くのバリエーションの中から選択して行える。そして、作業台４を高所の同位置に位置させるのに、作業半径側に関しては、大重量の下ブーム２を大きく倒伏させる（相対的に軽量の上ブーム３が起仰される）場合より、軽量の上ブーム３を大きく倒伏させる（相対的に大重量の下ブーム２が起仰される）方が下ブーム２の支点２０回りのモーメントが小さくなり、又、高さ方向側に関しては、大重量の下ブーム２を大きく伸長させる（相対的に軽量の上ブーム３が縮小される）より軽量の上ブーム３を大きく伸長させる（相対的に大重量の下ブーム２が縮小される）方が下ブーム２の支点２０回りのモーメントが小さくなるという性質がある。
【００５６】
ところで、本願実施形態のブーム式作業車（高所作業車）には、ブーム関連作業時に屈伸式ブーム１が予め設定された危険側姿勢に達すると、ブーム関連操作を自動的に制限（危険側への作動を規制）するようにした作動範囲制御装置が設けられている。尚、この種のブーム式作業車において、屈伸式ブーム１（下ブーム２と上ブーム３）の作動範囲を制御するのに、実際にはアウトリガ１２の姿勢データや旋回台１３の旋回位置データ等も取り込む必要があるが、本願実施形態では、アウトリガ１２の姿勢データと旋回台１３の旋回位置データは無視して説明する。
【００５７】
本願実施形態の作動範囲制御装置は、図１及び図２に示すように、下ブーム２の作動範囲と上ブーム３の作動範囲とを次のように個別に制御するようにしている。
【００５８】
下ブーム２の作動範囲は、所謂ＡＷＬ制御方式で行われるもので、下ブーム長さ検出器２２で検出した下ブーム長さ検出値と下ブーム起伏角検出器２３で検出した下ブーム起伏角検出値とに基いて下部演算手段５で演算した下ブーム実際姿勢データ値と、後述の下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａで記憶している下ブーム限界姿勢データ値とを比較して制御するようにしている。
【００５９】
上ブーム仮想定格モーメント値は、予め次のようにして求めておく。即ち、ブーム式作業車が高所作業車であれば、作業台４への積載荷重が危険側の一定値になったと仮定し且つ上ブーム３が最大伸長状態で強度又は転倒の限界まで倒伏させたときの上ブーム３側の転倒モーメント値を求め、その転倒モーメント値を上ブーム仮想定格モーメント値とする。他方、ブーム式作業車がクレーン車であれば、上ブーム先端部で吊り上げる吊荷の荷重が危険側の一定値になったと仮定し且つ上ブームが最大伸長状態で強度又は転倒の限界まで倒伏させたときの上ブーム３側の転倒モーメント値を求め、その転倒モーメント値を上ブーム仮想定格モーメント値とする。そして、この上ブーム仮想定格モーメント値は、上ブーム仮想定格モーメント記憶器３８で記憶させておく。この上ブーム仮想定格モーメント値としては、特に限定するものではないが、上ブーム３側のモーメントが許容限界となる限界モーメント値の例えば７０〜８０％程度に設定してもよく、あるいは限界モーメント値と等しい値（１００％）に設定してもよい。尚、上ブーム仮想定格モーメント値を記憶する上ブーム仮想定格モーメント記憶器３８は、制御装置の中に組み込んでおくことができる。又、上ブーム仮想定格モーメント値が限界モーメント値と等しい値（１００％）である場合は、該上ブーム仮想定格モーメント記憶器３８を制御装置の中の限界姿勢データ値記憶手段８Ａ（後述する）に一体的に組み込んでおくこともできる。
【００６０】
又、この上ブーム仮想定格モーメント値は、上ブーム先端部に加わる荷重の大小に応じて複数設定しておき（例えば上記限界モーメント値の５０％、７５％、１００％等）、その複数の上ブーム仮想定格モーメント値の中から実際に行われる作業時の荷重に応じたものを選択するようにしてもよい。即ち、上ブーム先端部に加わる荷重は作業の種類ごとに異なり（例えば高所作業車において、作業台４上には、許容限度荷重に近い大荷重の資材を積載する場合や作業員が数人搭乗する程度の小荷重しか積載しない場合がある）、作業時において搭載すべき積載荷重の上限がおおよそ決まっているときには、上記複数の上ブーム仮想定格モーメント値の中からその積載荷重に見合うものを選択するようにしてもよい。又、上ブーム仮想定格モーメント値として小さい値のものを選択すると、下ブーム２の限界作動範囲が拡大され、逆に上ブーム仮想定格モーメント値として大きな値のものを選択すると、下ブーム２の限界作動範囲が縮小される。尚、上ブーム仮想定格モーメント値として小さい値（例えば５０％）のものを選択した場合には、下ブーム２の限界作動範囲が拡大されるものの、上ブーム先端部に加える荷重が該上ブーム仮想定格モーメント値で許容する荷重を超えないようにする注意が必要である。他方、上ブーム仮想定格モーメント値として最大（１００％）のものを選択した場合には、下ブーム２の限界作動範囲が縮小されて、上ブーム３側の姿勢及び荷重がそれぞれ危険側の最大になっても安全性を損なうことはない。尚、このように複数の上ブーム仮想定格モーメント値を設定する場合には、作業機の適所に選択スイッチを設けて、該選択スイッチにより適用しようとする上ブーム仮想定格モーメント値を選択し得るようにする。
【００６１】
制御装置には、作業時に適用される下ブーム２側の限界姿勢データ値を記憶する下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａと、格納操作時に適用される下ブーム２側の下ブーム第２限界姿勢データ値を記憶する下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８と、それらの限界姿勢データ値のどちらを用いるかを選択する選択手段１９とが設けられている。
【００６２】
下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａは、予め上記の上ブーム仮想定格モーメント値をもとにして下ブーム２の各姿勢（長さ及び起伏角）ごとの下ブーム限界姿勢データ値を記憶している。
【００６３】
下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８は、予め上記の上ブーム仮想定格モーメント値より小さい値の上ブーム第２仮想定格モーメント値をもとにして下ブーム２の各姿勢（長さ及び起伏角）ごとの下ブーム第２限界姿勢データ値を記憶している。
【００６４】
選択手段１９は、上ブーム３側の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値を選択し得るようになっている。即ち、図２の実施形態では、上ブーム３の姿勢（長さ、起伏角、旋回位置）に関する各データ値がそれぞれ上ブーム長さ検出器３２、上ブーム起伏角検出器３３、上ブーム旋回位置検出器３５から上部演算手段６に常時入力されており、それらの姿勢データ値から上部演算手段６において上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるか否かを判断するようになっている。尚、図１のブーム式作業車において、上ブーム３の姿勢が「格納姿勢側の所定範囲内」という状態は、例えば図３に示すように上ブーム３が完全に格納された姿勢状態（上ブーム旋回位置が下ブーム起伏面と反対側に向き、上ブームが全縮・最大倒伏した姿勢）だけでなく、上ブーム３側の転倒モーメントが所定範囲まで小さくなる姿勢状態を含むものである。そして、図２の実施形態では、上ブーム３の姿勢が上記「格納姿勢側の所定範囲内」でないと上部演算手段６が判断したときには、選択手段１９は下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａで記憶している下ブーム限界姿勢データ値を選択し、逆に上ブーム３の姿勢が上記「格納姿勢側の所定範囲内」であると上部演算手段６が判断したときには、その信号が選択手段１９に送られて該選択手段１９が下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値を選択するようにしている。
【００６５】
又、制御装置には、下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａで記憶している下ブーム限界姿勢データ値（又は下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値）と下部演算手段５で演算した下ブーム実際姿勢データ値とを比較する比較手段９Ａと、該比較手段９Ａで下ブーム実際姿勢データ値が下ブーム限界姿勢データ値（又は下ブーム第２限界姿勢データ値）に達したと判断したときに下ブーム作動規制手段５１に作動規制信号を出力する出力手段１０Ａとを有している。尚、下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａ、比較手段９Ａ、出力手段１０Ａ等の基本構成は、この種のブーム式作業車に用いられている制御装置に既存のものである。
【００６６】
そして、ブーム作業時（選択手段１９が下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａで記憶している下ブーム限界姿勢データ値を選択しているとき）における下ブーム２の作動範囲の制御では、下部演算手段５において下ブーム長さ検出器２２からの下ブーム長さ検出値と下ブーム起伏角検出器２３からの下ブーム起伏角検出値とに基いて下ブーム２の実際姿勢データ値を演算し、該下ブーム２の実際姿勢データ値が予め下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａに記憶されている下ブーム限界姿勢データ値に達すると、下ブーム２をそれ以上の危険側（下ブーム伸長側及び下ブーム倒伏側）に作動できないように規制するようになっている。即ち、ブーム作業時には、下ブーム２の現状姿勢に関するデータが下部演算手段５に刻々入力されて、そこで下ブーム２の実際姿勢データ値が演算されている。他方、比較手段９Ａでは、下ブーム２の実際姿勢データ値と下ブーム限界姿勢データ値記憶手段８Ａで記憶している下ブーム限界姿勢データ値とを常時比較しており、該比較手段９Ａで下ブーム実際姿勢データ値が下ブーム限界姿勢データ値に達したと判断したときには、出力手段１０Ａから下ブーム作動規制手段５１に対して作動規制信号（下ブーム２の危険側作動を禁止する信号）を出力するようになっている。尚、ブーム格納時（上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内にあって、選択手段１９が下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値を選択しているとき）における下ブーム作動範囲の制御については後述する。
【００６７】
他方、上ブーム３の作動範囲は、所謂ＡＭＬ制御方式で行われるもので、下ブーム２の制御とは独立して制御される。この上ブーム３の作動範囲は、上ブーム長さ検出器３２で検出した上ブーム長さ検出値と、上ブーム起伏角検出器３３で検出した上ブーム起伏角検出値と、上ブーム負荷検出器３４で検出した上ブーム負荷検出値とに基いて上ブーム支点２０回りのモーメント（実際モーメント値）を上部演算手段６で演算して制御するようにしている。又、この実施形態では、上部演算手段６において上ブーム３の実際モーメント値を演算する際に、上ブーム旋回位置検出器３５で検出した上ブーム旋回位置検出値を加味して行っている。即ち、上ブーム３の下ブーム２に対する旋回位置によって下ブーム２の強度と剛性が異なる（下ブーム２の強度と剛性は、下ブーム倒伏方向が最も強く、下ブーム起伏面から水平方向に角度９０°変位した位置が最も弱い）が、このような上ブーム３の向き（下ブーム２に対する向き）による下ブーム２の強度と剛性の差異を考慮し、上部演算手段６では上ブーム３の実際モーメント値に上ブーム３の向きによる下ブーム２の強度と剛性の減少分を加算するようにしている。
【００６８】
制御装置には、上ブーム３の限界モーメント値を記憶する上ブーム限界モーメント値記憶手段８Ｂが設けられている。この上ブーム限界モーメント値記憶手段８Ｂには、予め上ブーム３の姿勢（長さ、起伏角、旋回位置）ごとの限界モーメント値を記憶している。又、制御装置には、上ブーム限界モーメント値記憶手段８Ｂで記憶している上ブーム限界モーメント値と上部演算手段６で演算した上ブーム実際モーメント値とを比較する比較手段９Ｂと、該比較手段９Ｂで上ブーム実際モーメント値が上ブーム限界モーメント値に達したと判断したときに上ブーム作動規制手段６１に作動規制信号を出力する出力手段１０Ｂとを有している。尚、上ブーム限界モーメント値記憶手段８Ｂ、比較手段９Ｂ、出力手段１０Ｂ等の基本構成も、この種のブーム式作業車に用いられている制御装置に既存のものである。
【００６９】
そして、この上ブーム３の作動範囲の制御では、上部演算手段６において上ブーム長さ検出器３２からの上ブーム長さ検出値と上ブーム起伏角検出器３３からの上ブーム起伏角検出値と上ブーム負荷検出器３４からの上ブーム負荷検出値と上ブーム旋回位置検出器３５からの上ブーム旋回位置検出値とに基いて上ブーム３の実際モーメント値を演算し、該上ブーム３の実際モーメント値が予め上ブーム限界モーメント値記憶手段８Ｂに記憶されている上ブーム限界モーメント値に達すると、上ブーム３をそれ以上の危険側（上ブーム伸長側及び上ブーム倒伏側）に作動できないように規制するようになっている。即ち、ブーム作業時には、上ブーム３のモーメントに関するデータが上部演算手段６に刻々入力されて、そこで上ブーム３の実際モーメント値が演算されている。他方、比較手段９Ｂでは、上ブーム３の実際モーメント値と上ブーム限界モーメント値記憶手段８Ｂで記憶している上ブーム限界モーメント値とを常時比較しており、該比較手段９Ｂで上ブーム実際モーメント値が上ブーム限界モーメント値に達したと判断したときは、出力手段１０Ｂから上ブーム作動規制手段６１に対して作動規制信号（上ブーム３の危険側作動を禁止する信号）を出力するようになっている。
【００７０】
このように、本願実施形態の作動範囲制御装置では、ブーム作業時において、下ブーム２は上記のようにＡＷＬ制御方式で制御されるので、該下ブーム２の最大作動範囲は、上ブーム３側の各種条件（上ブーム先端部に加わる荷重や上ブーム長さや上ブーム起伏角や上ブーム旋回位置等）に拘わらず、設定された所定範囲（下ブーム２の限界姿勢データ値）に制限される。
【００７１】
他方、上ブーム３は、上記のように下ブーム２の作動範囲制御とは独立してＡＭＬ制御方式で制御されるので、もし下ブーム２が作動範囲の限界位置に達して該下ブーム２の危険側作動が規制された後でも、上ブーム３側のモーメントに余裕があれば、上ブーム実際モーメント値が上ブーム限界モーメント値に達するまでは上ブーム３を作業範囲拡大側に操作することができる。因に、図１の高所作業車において、例えば作業台４の許容積載限度が１トンで、上ブーム仮想定格モーメント値を算出するのに上ブーム先端部に加わる追加荷重（作業台上の積載荷重）を１トンとして計算し、実際作業時における作業台４上の積載荷重が例えば０.５トンであった場合には、屈伸式ブーム１全体の作動範囲を次のように制御できる。即ち、図１において、屈伸式ブームが符号１の姿勢から下ブーム２を倒伏させて、該下ブーム２が符号２′の姿勢で限界姿勢に達したとすると、下ブーム作動規制手段５１（図２）が機能して下ブームは符号２′の姿勢より危険側（下ブーム伸長側及び下ブーム倒伏側）に作動できなくなるが、上ブーム３の作動範囲は下ブーム側とは独立して制御されるので、上ブームが符号３′の状態でモーメントに余裕がある場合には、その状態から例えば符号３″のように上ブーム限界モーメント値に達するまで倒伏させ得る。この場合、作業台を符号４′の位置から符号４″の位置まで作業半径拡大側に移動させることができる。尚、屈伸式ブームが符号１′で示す下ブーム限界姿勢状態に至った状態で、上ブーム３′に伸長余力がある場合には、上ブームの倒伏作動に代えて該上ブームを上ブーム限界モーメント値に達するまで伸長させることもできる。
【００７２】
このように、本願実施形態の作動範囲制御装置では、下ブーム２が限界姿勢に達した後でも、上ブーム３の作動範囲を限界範囲まで拡大側に作動させることができるので、図４及び図５の第１従来例のものに比して、作業台４の作動範囲を拡大させることができる。尚、このように、下ブーム２及び上ブーム３の作業範囲をそれぞれ限界範囲まで拡大しても、ブーム式作業車全体の転倒モーメントが安全範囲を超えることはない。
【００７３】
又、本願実施形態の作動範囲制御装置では、下ブーム２の作動範囲と上ブーム３の作動範囲とを個別に制御し得るので、下ブーム２と上ブーム３の各姿勢の組み合わせを意識せずに操作しても、上ブーム先端部に加わる荷重（高所作業車では作業台４への積載荷重、クレーン車では吊荷フックによる吊下げ荷重）の大きさに応じて、上ブーム先端部（例えば作業台４）を常に最大作業範囲まで到達させることができる。即ち、下ブーム２と上ブーム３において、何れのブームを先に限界範囲まで作動させた後でも、他のブームも限界範囲まで作動させることができる。
【００７４】
他方、ブーム式作業車では、屈伸式ブーム１の格納作業時には、通常、上ブームに作用する負荷がほとんど無い状態で行われる。即ち、格納作業時において上ブーム先端部に加わる荷重は、高所作業車であれば作業台４上に数人の作業員が搭乗している程度の軽荷重であり、クレーン車であれば吊荷フックのみの軽荷重である。そして、図１のブーム式作業車の屈伸式ブーム１を格納するには、まず例えば図３に実線図示するように上ブーム３を下ブーム先端部において格納姿勢側の所定範囲内に維持させる。すると、図２に示す上部演算手段６が上ブーム３の姿勢に関する各データ値に基いて上ブーム３が格納姿勢側の所定範囲内にあることを判断し、上部演算手段６から選択手段１９に格納姿勢確認信号が発せられ、選択手段１９が下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段１８で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値を選択し、以降は該下ブーム第２限界姿勢データ値に基いて下ブーム２の作動範囲が制御される。尚、下ブーム第２限界姿勢データ値に基いて下ブーム２の作動範囲が制御されると、該下ブームの許容作動範囲を危険側に拡大し得るようになる。従って、屈伸式ブーム１の格納作業時に、下ブーム２が例えば図３に示すように中間伸長状態から倒伏させて下ブーム２の姿勢が通常作業時のＡＷＬ制御による限界に達したとしても、下ブーム２の倒伏側動作にまだ余裕があり、格納作業時の下ブームの倒伏側作動範囲を拡大できる。このように、下ブームの倒伏側作動範囲を拡大できるようにすると、下ブーム２の格納操作順序を違えても（通常は下ブームを全縮小させた後に倒伏させるが、下ブームを中間伸長状態で倒伏させても）、下ブーム２をそのまま水平姿勢まで倒伏させ得る場合があり、下ブーム格納操作が容易となる。尚、下ブーム２の作動範囲が下ブーム第２限界姿勢データ値に基いて制御される場合でも、下ブーム実際姿勢データ値が該下ブーム第２限界姿勢データ値に達すると、それ以上の下ブーム危険側動作は禁止され、安全性は確保されている。
【００７５】
そして、最終的には、屈伸式ブーム１を図３に実線図示する状態から点線図示（符号１′）するように下ブーム２′を全縮小させ、且つ水平姿勢まで倒すことができる。尚、車両走行時には、屈伸式ブームを２点鎖線（符号１″）で示すように車両１１の前方に向けた姿勢で格納する。
【００７６】
又、本願の他の実施形態では、図１に示すブーム式作業車において、屈伸式ブーム１を使用姿勢から格納する際に、下ブーム２の作動範囲の規制（下ブーム限界姿勢データ値に基くＡＷＬ制御による規制）がかからないようにするために、次のようにすることができる。即ち、下ブーム２及び上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときには、下ブーム２の作動範囲の制御を解除可能にする。
【００７７】
因に、屈伸式ブーム１を使用姿勢から格納する際には、屈伸式ブーム１が例えば図３に実線図示する状態（図３の状態では、上ブーム３が完全格納姿勢で、下ブーム２が中間伸長姿勢）から、下ブーム２をそのまま倒伏させていくと、下ブーム２が下ブーム限界姿勢データ値に基くＡＷＬ制御により途中で倒伏側動作が禁止されることがある。ところが、格納時には上ブーム３に作用する負荷がほとんど無い状態で行われるので、下ブーム２の作動範囲がＡＷＬ制御で規制された状態であっても、下ブーム２を格納側に作動させる余裕が残っており、その余裕分を利用して下ブーム２の格納側（下ブームの倒伏又は縮小）への作動を許容し得るようにするものである。
【００７８】
下ブーム２の作動範囲の制御解除手段としては、下ブーム２及び上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、例えば下ブーム作動範囲の制御を手動で解除する解除スイッチを用いたり、あるいは下ブーム２及び上ブーム３の姿勢を検出する各検出器（２２，２３，３２，３３，３５等）からの検出値に基いて下部演算手段５及び上部演算手段６で演算した結果、下ブーム２及び上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であると判断したときに出力手段１０Ａに信号を出力して下ブーム作動範囲の制御を自動解除させるようにしてもよい。尚、このように、下ブーム作動範囲の制御を解除できる条件として、図１及び図３のブーム式作業車では、「下ブーム２及び上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるとき」を要件にしているが、「下ブーム２の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内」とは、その姿勢で下ブーム２を倒伏させても転倒の危険が生じない長さ範囲内まで縮小させた状態を意味するものであり（下ブームの起伏角は特に限定するものではない）、又、「上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内」とは、上ブーム側の転倒モーメントが所定範囲内まで小さくなる状態を意味している。そして、この場合、屈伸式ブーム１の格納作業時において、下ブーム２と上ブーム３とが上記の条件を満たして下ブーム作動範囲の制御が解除されると、下ブーム２を上記した下ブーム限界姿勢データ値に基くＡＷＬ制御方式で制御するようにしたものであっても、下ブーム２を該ＡＷＬで制御される範囲を超えて格納側（倒伏及び縮小側）に操作できる。尚、このように、下ブーム作動範囲の制御を解除すると、下ブーム２の起伏動作及び伸縮動作がそれぞれ可能となるが、その場合に、下ブーム２の伸長側操作だけは禁止するように制御することが好ましい。又、下ブーム２の伸長側操作を禁止しない場合は、下ブームの長さが伸長側（危険側）の所定範囲に達すると、上記制御解除状態をキャンセルして元の制御状態に戻すようにするとよい。
【００７９】
又、上記のように下ブーム作動範囲の制御を解除し得るようにする場合、その制御解除できる条件として、ブーム式作業車の機種によっては、「下ブーム２又は上ブーム３の何れか一方のブームの姿勢が格納姿勢側の所定範囲内になったとき」であってもよい。例えば、上ブーム３が軽量（例えば１本の単ブームのみ）である場合には、上ブーム３の姿勢を無視して、下ブーム２のみの姿勢が「格納姿勢側の所定範囲内」である場合に、下ブーム作動範囲の制御を解除できるようにすることができる。又、例えば、下ブーム２として短い単ブームを接続し且つ２本程度の伸縮ブームである場合には、下ブーム２の姿勢を無視して、上ブーム３のみの姿勢が「格納姿勢側の所定範囲内」である場合に、下ブーム作動範囲の制御を解除できるようにしてもよい。
【００８０】
又、この実施形態の高所作業車では、上ブーム３を下ブーム先端部において姿勢維持部材１４及び上ブーム旋回台１６により水平旋回させ得るようにしているので、大重量の下ブーム２をそのままで比較的軽量の上ブーム３のみを水平旋回させることができる。このように、上ブーム３のみを水平旋回させるようにすると、下ブーム２を旋回させる場合に比して上ブーム先端部の作業部材（作業台や吊荷フック）の旋回半径が小さくなって移動距離が小さくなる。従って、上ブーム先端部の作業部材を水平方向に移動させる際に、きめ細かな操作が可能（位置決め時の調整が容易）になって作業性がよくなるとともに、大きな重量の下ブーム２を動かさなくてもよいので、動力を軽減できる。
【００８１】
又、上ブーム３は、下ブーム２に対して水平旋回させ得るようになっているので、上ブーム３を例えば下ブーム２に対して逆向き（旋回角度１８０°）に指向させた状態ででも作業が行える。尚、上ブーム３の向き（下ブームに対する旋回位置）が下ブーム起伏面から水平方向に変位した姿勢では、該上ブーム３側の長さ及び起伏角が危険側の最大になっても、下ブーム２に対する転倒モーメントは上ブーム起伏面と下ブーム起伏面とが同じ場合より小さくなるが、下ブーム２の作動範囲の制御と下ブーム２の作動範囲の制御とは個別に行われるために、上ブーム３の向きに拘わらず下ブーム２側の作動範囲は一定である。
【００８２】
又、この実施形態の作動範囲制御装置では、上ブーム３の作動範囲を演算する際に、上ブーム旋回位置検出器３５からの上ブーム旋回位置検出値も用いて、上ブーム３が下ブーム起伏面から水平方向に変位しているときにはその変位量を加味して上ブーム３の限界作動範囲を制限する（縮小させる）ことができるようにしている。従って、このようにすると、上ブーム３が下ブーム２の強度と剛性に対して弱い位置（例えば下ブーム起伏面から水平方向に角度９０°変位した位置）に向いている場合でも、上ブーム３側の最大作動範囲を縮小側に制限することにより、下ブーム２を保護することができる。
【００８３】
尚、本願実施形態では、ブーム式作業車として、上ブーム３を下ブーム先端部において水平旋回させ得るようにしたものを採用しているが、他の実施形態では、上ブーム３を水平旋回させない形式のもの（上ブーム３が下ブーム２の起伏面と同じ面のみで起伏するもの）も採用できる。又、その場合、上ブーム３は、下ブーム２の倒伏方向（図１では右側）とは逆向き（図１において左側）に倒伏させるようにしたものも採用できる。そして、このように上ブーム３を下ブーム２とは逆向きに倒伏させるようにしたものでは、下ブーム２をある程度倒伏させた状態（例えば図１の符号２′の姿勢）で、上ブーム３を倒伏させる（下ブームとは逆に左側に倒す）と作業機全体の転倒モーメントが減少側に作用し、逆に上ブーム３を起仰させる（右側に起こす）と該転倒モーメントが増大側に作用する。従って、このように上ブーム３を下ブーム２とは逆向きに倒伏させるものでは、上ブーム３の作動範囲を制御するのに、上ブーム３を起仰させる（上ブーム支点回りのモーメントが小さくなる）ほど上ブームが限界作動範囲に近づくように設定する必要がある。
【００８４】
尚、上記実施形態では、屈曲式ブーム１の作動範囲を制御するのに、アウトリガ１２の姿勢データと旋回台１３の旋回位置データとを無視しているが、実際にはこれらのデータを加味して制御するのは当然である。
【００８５】
【発明の効果】
本願発明のブーム式作業車の作動範囲制御装置は、次のような効果がある。
本願請求項１の発明の効果
本願請求項１の作動範囲制御装置では、下ブーム２の作動範囲を所謂ＡＷＬ制御方式で制御する一方、上ブーム３の作動範囲を所謂ＡＭＬ制御方式で制御するようにしているので、下ブーム２の姿勢が限界作動範囲に達した後でも、上ブーム３のモーメントに余裕がある場合には、該上ブーム３をさらに限界姿勢（限界モーメント）に達するまで作動範囲拡大側に作動させることができる。
【００８６】
従って、本願請求項１の作動範囲制御装置では、例えば図４及び図５の第１従来例のものより、上ブーム先端部の作動範囲を拡大させることができるという効果がある。
【００８７】
又、この請求項１の作動範囲制御装置では、下ブーム２の作動範囲制御と上ブーム３の作動範囲制御とを個別に行えるので、下ブーム２と上ブーム３の各姿勢の組み合わせを意識せずに操作しても、上ブーム先端部を常に最大作業範囲まで到達させることができる。即ち、下ブーム２と上ブーム３において、何れのブームを先に限界範囲まで作動させた後でも、他のブームも限界範囲まで作動させることができ、操作順序を考慮することが必要でなくなって作業性が良好となるという効果がある。
本願請求項２の発明の効果
本願請求項２の作動範囲制御装置では、請求項１において、下ブーム２の先端部に、姿勢維持部材１４及び上ブーム旋回台１６を介して上ブーム３を水平旋回自在に取付けているので、長大な下ブーム２をそのままで比較的短小な上ブーム３のみを水平旋回させることができる。このように、比較的短小な上ブーム３のみを水平旋回させるようにすると、下ブーム２を旋回させる場合に比して上ブーム先端部の作業部材（作業台や吊荷フック）の旋回半径が小さくなって移動距離が小さくなる。
【００８８】
従って、この請求項２の作動範囲制御装置では、請求項１の効果に加えて、上ブーム先端部の作業部材を水平方向に移動させる際に、きめ細かな操作が可能（位置決め時の調整が容易）になって作業性がよくなるとともに、大きな重量の下ブーム２を動かさなくてもよいので、動力を軽減できるという効果がある。
本願請求項３の発明の効果
本願請求項３の作動範囲制御装置では、請求項２において、上ブーム３の下ブーム先端部に対する旋回位置を検出し、上ブーム３の作動範囲の演算に際し、上部演算手段で上ブームの旋回位置データ（上ブーム旋回位置検出値）も用いて演算するようにしている。
【００８９】
従って、請求項３の作動範囲制御装置では、請求項２の効果に加えて、上ブーム３が水平旋回するものにおいて、上ブーム３が下ブーム２の強度と剛性に対して弱い位置（上ブーム３が下ブーム起伏面から水平方向に角度９０°変位した位置に向いたときが最も弱い）に向いている場合でも、上ブーム３側の最大作動範囲を制限するように設定することで、下ブーム２を保護することができるという効果がある。
本願請求項４の発明の効果
本願請求項４の作動範囲制御装置では、請求項１〜３のいずれか１項において、上ブーム３は伸縮式のものを使用するとともに、上ブーム３の長さを検出する上ブーム長さ検出器３２を設け、上ブーム３の作動範囲を演算する際に、上ブーム長さ検出器３２で検出した上ブーム長さ検出値も用いて演算するようにしている。
【００９０】
このように、請求項４の作動範囲制御装置では、請求項１〜３の効果に加えて、上ブーム長さに関するデータ値（上ブーム長さ検出値）を加味して上ブーム３側で発生するモーメントを演算することにより、上ブーム３が伸縮式のものであっても、上ブーム３の最大作動範囲を安全範囲に制御することができるという効果がある。
本願請求項５の発明の効果
本願請求項５の作動範囲制御装置では、請求項１〜４のいずれか１項において、上ブーム仮想定格モーメント値を、上ブーム側の転倒モーメントが危険側の最大になったと仮定したときの値に設定している。
【００９１】
従って、請求項５の作動範囲制御装置では、請求項１〜４の効果に加えて、実際の作業時に上ブーム３が危険側の最大倒伏姿勢に達し且つ上ブーム先端部に加わる荷重も許容限度の最大になったとしても、下ブーム２の作動範囲は安全範囲に制限されるので、作業時の転倒に関する安全性は常に確保されるという効果がある。
本願請求項６の発明の効果
本願請求項６の作動範囲制御装置では、請求項１〜５のいずれか１項において、通常のブーム作業時に用いられる下ブーム限界姿勢データ値とは別に、それより大きい値となる下ブーム第２限界姿勢データ値を記憶させておき、上ブーム３側の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブーム２の作動範囲を、該下ブーム第２限界姿勢データ値を選択し且つ下ブーム実際姿勢データ値と下ブーム第２限界姿勢データ値とを比較して制御し得るようにしている。
【００９２】
そして、上ブーム３側の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、上記下ブーム第２限界姿勢データ値が選択されると、下ブーム２の限界作動範囲を通常作業時の下ブーム作動範囲より大きく取ることができる。従って、この請求項６の作動範囲制御装置では、請求項１〜５の効果に加えて、ブーム格納作業時において、下ブーム２をより下方まで倒伏させることが可能となり、ブーム格納時の作業が容易に行えるという効果がある。尚、この請求項６の作動範囲制御装置では、ブーム格納作業時において、下ブーム第２限界姿勢データ値を選択した場合でも、下ブーム２の作動範囲は転倒に関して安全範囲内に収まる。
本願請求項７の発明の効果
本願請求項７の作動範囲制御装置では、請求項１〜５のいずれか１項において、下ブーム２及び上ブーム３の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブーム２の作動範囲の制御を解除可能にしている。
【００９３】
この請求項７の作動範囲制御装置では、下ブーム２の作動範囲の制御を解除すると、請求項６のものと同様に、下ブーム２の限界作動範囲を通常作業時の下ブーム作動範囲より大きく取ることができる。従って、この請求項７の作動範囲制御装置では、請求項１〜５の効果に加えて、ブーム格納作業時において、下ブーム２をより下方まで倒伏させることが可能となり、ブーム格納時の作業が容易に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願実施形態の作動範囲制御装置を備えたブーム式作業車（高所作業車）の側面図である。
【図２】図１のブーム式作業車（高所作業車）に使用されている作動範囲制御装置のブロック図である。
【図３】図１のブーム式作業車の姿勢変化図である。
【図４】第１従来例の作動範囲制御装置を備えた高所作業車の側面図である。
【図５】図４の高所作業車に使用されている作動範囲制御装置のブロック図である。
【図６】第２従来例の作動範囲制御装置を備えた高所作業車の側面図である。
【図７】図６の高所作業車に使用されている作動範囲制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１は屈伸式ブーム、２は下ブーム、３は上ブーム、４は作業台、５は下部演算手段、６は上部演算手段、１１は車両、１３は旋回台、１４は姿勢維持部材、１６は上ブーム旋回台、１８は下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段、１９は選択手段、２１は起伏シリンダ、２２は下ブーム長さ検出器、２３は下ブーム起伏角検出器、３１は屈伸シリンダ、３２は上ブーム長さ検出器、３３は上ブーム起伏角検出器、３４は上ブーム負荷検出器、３５は上ブーム旋回位置検出器、３８は上ブーム仮想定格モーメント記憶器である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a boom-type work vehicle such as an aerial work vehicle or a crane vehicle, and more particularly, in a boom-type work vehicle using a bend-extendable boom composed of a lower boom and an upper boom. The present invention relates to an operating range control device that automatically restricts boom-related operations when a preset danger side posture is reached.
[0002]
[Prior art]
For example, in an aerial work platform, in order to expand the working range (height and working radius) at a high place, a
[0003]
In the aerial work vehicle shown in FIG. 4, a
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
In an aerial work platform using this type of bent-and-extend
[0008]
By the way, in a boom type work vehicle (for example, an aerial work vehicle) using this kind of a bending and extending
[0009]
As a working range control device in a boom type work vehicle using a
[0010]
4 and FIG. 5 adopting the AWL control method (first conventional example) as the operation range control device, the bending and stretching is performed under the condition that the allowable load capacity W is placed on the work table 4. The limit posture data value of the
[0011]
Further, in the case where the AML control system shown in FIGS. 6 and 7 is adopted as the operation range control device (second conventional example), the control device is used to control the limit moment value of the
[0012]
As described above, in the operation range control device shown in FIG. 6 and FIG. 7 (second conventional example), the moment values of the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the operating range control device shown in FIGS. 4 and 5 (first conventional example), the limit posture data value of the
[0014]
6 and 7 (second conventional example), the moment values around the
[0015]
In addition, in the operation range control apparatus of FIG.6 and FIG.7, controlling both the
[0016]
In view of the problems of the conventional examples in the boom type work vehicle using the bending and extending type boom, the present invention further increases the upper boom when the overall moment is sufficient even after the lower boom reaches the limit posture. The primary purpose is to expand the working range of the retractable boom by enabling it to be operated on the dangerous side up to the allowable limit, and furthermore the working range of the retractable boom can be expanded as such. The second object is to allow the boom storage operation to be easily performed.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration as means for solving the above problems. In the present invention, in a boom type work vehicle such as an aerial work vehicle or a crane vehicle, the boom-related operation is automatically restricted when the boom reaches a preset danger side posture during the boom-related work. Intended for operating range control devices.
Invention of
The boom-type work vehicle used in the invention of
[0018]
In a boom-type work vehicle that uses a retractable boom, the lower boom is generally designed to be significantly more rigid (eg, the lower boom is significantly thicker) than the upper boom, and the number of booms is higher than the lower boom. Usually there are more than boom. Therefore, normally, the weight of the lower boom is significantly heavier than the weight of the upper boom.
[0019]
When an aerial work vehicle is employed as a boom-type work vehicle, a work table for carrying an operator or loading various materials on the tip of the upper boom is provided. Moreover, when a crane vehicle is adopted as the boom type work vehicle, a hanging load hook is provided at the tip of the upper boom.
[0020]
The lower boom has a lower boom length detector that detects the length of the lower boom, and a lower boom undulation angle detector that detects the undulation angle of the lower boom. The upper boom has an upper boom hoisting angle detector that detects the hoisting angle of the upper boom, and an upper boom load detector that detects a load acting on the upper boom.
[0021]
In the operating range control device of
[0022]
In
[0023]
In the operating range control device according to
[0024]
In the operation range control device of
[0025]
First, the operation range of the lower boom is controlled by a so-called AWL control method. In the lower calculation means, the lower boom length detection value from the lower boom length detector and the lower boom undulation angle detector are detected. The actual attitude data value of the lower boom is calculated based on the detected undulation angle, and the actual attitude data value of the lower boom reaches the lower boom limit attitude data value stored in the lower boom limit attitude data value storage means in advance. Then, the lower boom is restricted so that it cannot be operated on the further dangerous side (lower boom collapse side and lower boom extension side). As described above, when multiple upper boom virtual rated moment values are set, select from among the multiple upper boom virtual rated moment values according to the type of work (load size). For example, the operating range of the lower boom can be expanded to the maximum range commensurate with the actual load applied to the upper boom tip.
[0026]
On the other hand, the operation range of the upper boom is performed by a so-called AML control method, and is controlled independently of the control of the lower boom. Then, in the control of the upper boom operating range, the upper boom means detects the upper boom based on the upper boom hoisting angle detection value from the upper boom hoisting angle detector and the upper boom load detection value from the upper boom load detector. When the actual moment value of the upper boom reaches the upper boom limit moment value stored in advance, the upper boom is restricted so that it cannot be operated on the more dangerous side (upper boom collapse side). .
[0027]
In the operation range control device according to the first aspect, the lower boom is controlled by the AWL control method as described above. Therefore, the maximum operation range of the lower boom is determined based on various conditions on the upper boom side (the load applied to the tip of the upper boom, Regardless of the up-and-down boom angle or the like, the range is limited to a predetermined range (lower boom limit posture data value). It should be noted that the maximum operating range of the lower boom does not impair the safety of the entire boom type work vehicle even if various conditions on the upper boom side are the most dangerous side with respect to the work range.
[0028]
On the other hand, since the upper boom is controlled by the AML control method independently of the operation range control of the lower boom as described above, if the lower boom reaches the limit position of the operation range, the dangerous operation of the lower boom is prevented. Even after the restriction, if there is a margin in the moment on the upper boom side, the upper boom can be operated to the work range expansion side until the upper boom side reaches the limit moment. In this type of boom-type work vehicle (elevated work vehicle or crane vehicle), when the load applied to the tip of the upper boom is less than the rated load, the first conventional example shown in FIGS. If the upper boom reaches the limit posture, the upper boom cannot be operated to the working range expansion side even if there is a margin on the upper boom operation range expansion side. In this case, the upper boom operating range can be increased to the limit range. In this way, even if the work ranges of the lower boom and the upper boom are expanded to the respective limit ranges, the overturning moment of the entire boom type work vehicle does not exceed the safe range.
[0029]
Further, in the operation range control device according to
Invention of
The invention according to
[0030]
The posture maintaining member is always maintained in a constant posture (horizontal posture) by the leveling device even if the undulation angle of the lower boom changes. The upper boom swivel is horizontally swung on the posture maintaining member so that the upper boom attached to the upper boom swivel can be swiveled horizontally.
[0031]
According to the second aspect of the present invention, in the operation range control device according to the first aspect, when the work member (workbench or suspended load hook) at the tip of the upper boom is horizontally swung during work at a high place, Only the short upper boom can be turned horizontally while keeping the heavy weight lower boom as it is. In this way, when only the upper boom is turned, the turning radius of the working member at the tip of the upper boom becomes smaller and the moving distance becomes smaller than when the lower boom is turned. (Adjustment at the time of positioning becomes easy) and power can be reduced because it is not necessary to move the boom under heavy weight.
Invention of
According to a third aspect of the present invention, in the operation range control device for the boom type work vehicle according to the second aspect, an upper boom turning position detector for detecting a turning position with respect to the lower boom tip of the upper boom is provided to operate the upper boom. When calculating the range, the upper calculation means calculates using the upper boom turning position detection value detected by the upper boom turning position detector.
[0032]
By the way, the strength and rigidity of the lower boom are designed to be the strongest with respect to the lower boom overturning direction. In the retractable boom, the upper boom is at an angle of 90 ° with respect to the lower boom in the horizontal direction from the lower boom raising and lowering surface. When in the displaced position, the strength and rigidity of the lower boom are the weakest. In the case where the upper boom pivots horizontally at the tip of the lower boom as in
[0033]
In view of such circumstances, in the operation range control device of
Invention of
The invention according to
[0034]
By the way, when the upper boom is of an extendable type, the operating range of the upper boom tip can be expanded. In this case, the moment generated on the upper boom side changes depending on the degree of extension of the upper boom. Therefore, as in
Invention of
The invention according to
[0035]
In this fifth aspect, the upper boom virtual rated moment value, which is one element for controlling the operating range of the lower boom, is set to a value when it is assumed that the upper boom side overturning moment is the maximum on the dangerous side. Therefore, the operating range of the lower boom is always limited to the safe range even if the upper boom reaches the maximum dangerous posture in actual work and the load applied to the tip of the upper boom reaches the maximum allowable limit. Is done.
Invention of Claim 6 of this application
Invention of Claim 6 of this application WHEREIN: In the operating range control apparatus of any one of the said Claims 1-5, it calculated | required using the upper boom 2nd virtual rated moment value smaller than the said upper boom virtual rated moment value. The lower boom second limit posture data value is stored in the lower boom second limit posture data value storage means, and when the upper boom side posture is within the predetermined range on the stored posture side, the lower boom operating range is set. The lower boom second limit posture data value storage means selects the lower boom second limit posture data value and compares the lower boom actual posture data value with the lower boom second limit posture data value for control. Trying to get.
[0036]
The operating range control device according to claim 6 controls the operating range of the lower boom when the retractable boom is retracted from the use posture. However, when the retractable boom is retracted, it normally acts on the upper boom. Performed with almost no load. In other words, the load applied to the tip of the upper boom during the storage operation is a light load such that several workers are on the work platform if it is an aerial work vehicle, and it is a suspended load if it is a crane vehicle. Light load with hooks only.
[0037]
When the upper boom second virtual rated moment value is set to, for example, the upper boom overturning moment value when the load applied to the tip of the upper boom is “0” and the upper boom is in the most safe position. The lower boom second limit posture data value can be increased (the lower boom operating range can be increased). The selection of the lower boom limit posture data value during normal operation and the lower boom second limit posture data value during storage operation may be performed by a manual selection switch, or a detector for detecting the upper boom posture The lower boom second limit posture data value is automatically selected by the selecting means when it is determined that the posture of the upper boom is within the predetermined range on the storage posture side as a result of calculation by the upper calculation means based on the detected value from You may do it.
[0038]
In the operation range control device according to claim 6, when the lower boom second limit posture data value is selected when the upper boom side posture is within the predetermined range on the retracted posture side, the lower boom limit operation range is selected. Can be set larger than the lower boom operating range during normal operation. Accordingly, when retracting the retractable boom, the lower boom can be laid down to a lower position (for example, to a substantially horizontal posture). When the retractable boom is retracted, the lower boom is laid down to a substantially horizontal posture. In this case, the lower boom is laid down in a fully contracted state in which the falling moment is minimized.
Invention of
The invention of
[0039]
The operating range control device according to
[0040]
Note that “the posture of the lower boom is within the predetermined range on the retracted posture side” means a state in which the lower boom is reduced to a length within which the danger of falling does not occur even if the lower boom is laid down in that posture. The undulation angle of the lower boom is not particularly limited. Also, “the posture of the upper boom is within a predetermined range on the retracted posture side” means a state in which the overturning moment on the upper boom side is reduced to a predetermined range.
[0041]
In the operation range control device according to
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the operation range control device of the boom type work vehicle according to the embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. In addition, although the operating range control apparatus of this application is employ | adopted as a boom type work vehicle like an aerial work vehicle or a crane vehicle, in this embodiment, the high work shown in FIG. 1 as a boom type work vehicle. The car is adopted.
[0043]
The aerial work vehicle shown in FIG. 1 has many parts overlapping those of the conventional example shown in FIG. 4, but a
[0044]
When the aerial work vehicle is used, the
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
A
[0048]
On the
[0049]
On the
[0050]
At the tip of the
[0051]
In the aerial work vehicle of the embodiment shown in FIG. 1, the
[0052]
The
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
In an aerial work platform using this type of bent-and-extend
[0056]
By the way, in the boom type work vehicle (aerial work vehicle) of the present embodiment, when the
[0057]
As shown in FIGS. 1 and 2, the operation range control device of the embodiment of the present application individually controls the operation range of the
[0058]
The operation range of the
[0059]
The upper boom virtual rated moment value is obtained in advance as follows. That is, if the boom type work vehicle is an aerial work vehicle, it is assumed that the load on the work table 4 has become a certain value on the dangerous side, and the
[0060]
A plurality of upper boom virtual rated moment values are set according to the magnitude of the load applied to the upper boom tip (for example, 50%, 75%, 100%, etc. of the limit moment value). You may make it select the thing according to the load at the time of the work actually performed from boom virtual rated moment values. That is, the load applied to the tip of the upper boom varies depending on the type of work (for example, in an aerial work vehicle, a large load material close to the allowable limit load is loaded on the work table 4 or several workers are used. If the upper limit of the load capacity to be loaded at the time of work is roughly determined, the one corresponding to the load load from the above multiple upper boom virtual rated moment values should be selected. You may make it select. If a lower value is selected as the upper boom virtual rated moment value, the limit operating range of the
[0061]
The control device includes a lower boom limit posture data value storage unit 8A for storing a
[0062]
The lower boom limit posture data value storage means 8A stores the lower boom limit posture data value for each posture (length and undulation angle) of the
[0063]
The lower boom second limit posture data value storage means 18 stores each posture (length and undulation) of the
[0064]
The selection means 19 selects the lower boom second limit attitude data value stored in the lower boom second limit attitude data value storage means 18 when the attitude on the
[0065]
Further, the control device includes a lower boom limit posture data value stored in the lower boom limit posture data value storage means 8A (or a lower boom second limit value stored in the lower boom second limit posture data value storage means 18). (Composition data value) and the lower boom actual posture data value calculated by the lower calculation means 5, and the comparison means 9A compares the lower boom actual posture data value with the lower boom limit posture data value (or lower boom first posture data value). Output means 10A for outputting an operation restriction signal to the lower boom operation restriction means 51 when it is determined that the two limit posture data value) has been reached. The basic configurations of the lower boom limit attitude data value storage means 8A, the comparison means 9A, the output means 10A, etc. are already present in the control device used in this type of boom type work vehicle.
[0066]
When the boom is operated (when the selection means 19 selects the lower boom limit attitude data value stored in the lower boom limit attitude data value storage means 8A), the
[0067]
On the other hand, the operation range of the
[0068]
The control device is provided with upper boom limit moment value storage means 8B for storing the limit moment value of the
[0069]
In the control of the operation range of the
[0070]
As described above, in the operation range control device of the present embodiment, the
[0071]
On the other hand, the
[0072]
As described above, in the operation range control device of the present embodiment, even after the
[0073]
Further, in the operation range control device of the present embodiment, the operation range of the
[0074]
On the other hand, in the boom-type work vehicle, the
[0075]
Finally, the lower boom 2 'can be fully contracted and tilted to a horizontal posture as shown by the dotted line (reference numeral 1') from the state shown by the solid line in FIG. When the vehicle is traveling, the retractable boom is stored in a posture directed toward the front of the
[0076]
Further, in another embodiment of the present application, in the boom type work vehicle shown in FIG. 1, when the
[0077]
For example, when the
[0078]
For example, a release switch for manually releasing control of the lower boom operating range when the postures of the
[0079]
Further, when the control of the lower boom operating range can be canceled as described above, depending on the type of the boom type work vehicle, “one of the
[0080]
In the aerial work vehicle of this embodiment, the
[0081]
Further, since the
[0082]
In the operation range control device of this embodiment, when the operation range of the
[0083]
In the embodiment of the present application, a boom-type work vehicle is adopted that can turn the
[0084]
In the embodiment described above, the attitude data of the
[0085]
【The invention's effect】
The operation range control device for the boom type work vehicle of the present invention has the following effects.
Effects of the invention of
In the operation range control device of
[0086]
Therefore, the operating range control device according to
[0087]
In the operating range control device according to the first aspect of the invention, the operating range control of the
Effects of the invention of
In the operation range control device of
[0088]
Therefore, in addition to the effect of the first aspect, the operation range control device according to the second aspect allows fine operation when moving the work member at the tip of the upper boom in the horizontal direction (easily adjusted during positioning). ) And the workability is improved, and it is not necessary to move the
Effects of the invention of
In the operation range control device according to
[0089]
Therefore, in the operation range control device according to
Effects of the invention of
In the operation range control device according to
[0090]
Thus, in the operation range control device of
Effects of the invention of
In the operation range control device according to
[0091]
Therefore, in the operation range control device of
Effects of the invention of claim 6 of the present application
In the operating range control device according to claim 6 of the present invention, in any one of
[0092]
When the lower boom second limit posture data value is selected when the posture on the
Effects of the invention of
In the operation range control device according to
[0093]
In the operating range control device of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a boom type work vehicle (aerial work vehicle) provided with an operation range control device according to an embodiment of the present application.
2 is a block diagram of an operating range control device used in the boom type work vehicle (aerial work vehicle) of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a posture change diagram of the boom type work vehicle of FIG. 1;
FIG. 4 is a side view of an aerial work vehicle equipped with a working range control device of a first conventional example.
FIG. 5 is a block diagram of an operating range control device used in the aerial work vehicle of FIG. 4;
FIG. 6 is a side view of an aerial work vehicle equipped with a working range control device of a second conventional example.
7 is a block diagram of an operating range control device used in the aerial work vehicle of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
下ブーム（２）の長さを検出する下ブーム長さ検出器（２２）と、下ブーム（２）の起伏角を検出する下ブーム起伏角検出器（２３）と、上ブーム（３）の起伏角を検出する上ブーム起伏角検出器（３３）と、上ブーム（３）に作用する負荷を検出する上ブーム負荷検出器（３４）とを有し、
上ブーム（３）側の転倒モーメントが危険側の一定値になったと仮定したときの上ブーム仮想定格モーメント値を用いて求めた下ブームの限界姿勢データ値を下ブーム限界姿勢データ値記憶手段（８Ａ）で記憶させておく一方、
上ブーム支点回りの上ブーム限界モーメント値を上ブーム限界モーメント値記憶手段（８Ｂ）で記憶させておき、
下ブーム（２）の作動範囲は、下ブーム長さ検出器（２２）で検出した下ブーム長さ検出値と下ブーム起伏角検出器（２３）で検出した下ブーム起伏角検出値とに基いて下部演算手段（５）で演算した下ブーム実際姿勢データ値と、下ブーム限界姿勢データ値記憶手段（８Ａ）で記憶している下ブーム限界姿勢データ値とを比較して制御し、
上ブーム（３）の作動範囲は、上ブーム起伏角検出器（３３）で検出した上ブーム起伏角検出値と上ブーム負荷検出器（３４）で検出した上ブーム負荷検出値とに基いて上部演算手段（６）で演算した上ブーム実際モーメント値と、上ブーム限界モーメント値記憶手段（８Ｂ）で記憶している上ブーム限界モーメント値とを比較して、下ブーム（２）の制御とは独立して制御するようにした、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。A traveling vehicle (11), a swivel base (13) provided on the vehicle (11) so as to be horizontally turnable, and a telescopic lower boom (2) provided on the swivel base (13) so as to be raised and lowered. In a boom type work vehicle provided with an upper boom (3) provided at the tip of the lower boom (2) so as to be able to bend and extend in a vertical plane,
A lower boom length detector (22) for detecting the length of the lower boom (2), a lower boom lifting angle detector (23) for detecting the lifting angle of the lower boom (2), and an upper boom (3) An upper boom hoisting angle detector (33) for detecting an hoisting angle, and an upper boom load detector (34) for detecting a load acting on the upper boom (3),
The lower boom limit posture data value storage means (the lower boom limit posture data value storage means (the lower boom limit posture data value obtained by using the upper boom virtual rated moment value when it is assumed that the overturning moment on the upper boom (3) side becomes a constant value on the dangerous side) 8A) while memorizing it,
The upper boom limit moment value around the upper boom fulcrum is stored in the upper boom limit moment value storage means (8B),
The operating range of the lower boom (2) is based on the lower boom length detection value detected by the lower boom length detector (22) and the lower boom lifting angle detection value detected by the lower boom lifting angle detector (23). The lower boom actual posture data value calculated by the lower calculation means (5) and the lower boom limit posture data value stored in the lower boom limit posture data value storage means (8A) are compared and controlled.
The operating range of the upper boom (3) is based on the upper boom hoisting angle detected value detected by the upper boom hoisting angle detector (33) and the upper boom load detected value detected by the upper boom load detector (34). What is the control of the lower boom (2) by comparing the upper boom actual moment value calculated by the calculation means (6) with the upper boom limit moment value stored in the upper boom limit moment value storage means (8B)? To control independently,
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
下ブーム（２）の先端部に姿勢維持部材（１４）を設ける一方、姿勢維持部材（１４）に水平旋回自在な上ブーム旋回台（１６）を設けて、該上ブーム旋回台（１６）上に上ブーム（３）を起伏自在に取付けた、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。In claim 1,
While the posture maintaining member (14) is provided at the tip of the lower boom (2), the posture maintaining member (14) is provided with a horizontally swingable upper boom swivel (16), and the upper boom swivel (16) is placed on the upper boom swivel (16). The upper boom (3) was attached to the up and down freely,
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
上ブーム（３）の下ブーム先端部に対する旋回位置を検出する上ブーム旋回位置検出器（３５）を設け、上ブーム（３）の作動範囲の演算に際し、上部演算手段（６）は、上ブーム旋回位置検出器（３５）で検出した上ブーム旋回位置検出値も用いて演算するようにした、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。In claim 2,
An upper boom turning position detector (35) for detecting the turning position of the upper boom (3) with respect to the lower boom tip is provided, and when calculating the operating range of the upper boom (3), the upper computing means (6) The upper boom turning position detection value detected by the turning position detector (35) is also used for calculation.
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
上ブーム（３）は伸縮式のものを使用するとともに、上ブーム（３）の長さを検出する上ブーム長さ検出器（３２）を設け、上ブーム（３）の作動範囲の演算に際し、上部演算手段（６）は、上ブーム長さ検出器（３２）で検出した上ブーム長さ検出値も用いて演算するようにした、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。In any one of Claims 1-3,
The upper boom (3) uses a telescopic type and is provided with an upper boom length detector (32) for detecting the length of the upper boom (3), and when calculating the operating range of the upper boom (3), The upper calculation means (6) is calculated using the upper boom length detection value detected by the upper boom length detector (32).
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
上ブーム仮想定格モーメント値は、上ブーム（３）側の転倒モーメントが危険側の最大になったと仮定したときの値である、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。In any one of Claims 1-4,
The upper boom virtual rated moment value is a value when it is assumed that the overturning moment on the upper boom (3) side is the maximum on the dangerous side.
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
前記上ブーム仮想定格モーメント値より小さい値の上ブーム第２仮想定格モーメント値を用いて求めた下ブームの第２限界姿勢データ値を下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段（１８）で記憶させておき、
上ブーム（３）側の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブーム（２）の作動範囲を、下ブーム第２限界姿勢データ値記憶手段（１８）で記憶している下ブーム第２限界姿勢データ値を選択し且つ下ブーム実際姿勢データ値と下ブーム第２限界姿勢データ値とを比較して制御し得るようにした、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。In any one of Claims 1-5,
The lower boom second limit posture data value storage means (18) stores the lower boom second limit posture data value obtained using the upper boom second virtual rated moment value smaller than the upper boom virtual rated moment value. Leave
When the posture on the upper boom (3) side is within the predetermined range on the storage posture side, the lower boom (2) operating range is stored in the lower boom second limit posture data value storage means (18). The boom second limit posture data value is selected and the lower boom actual posture data value and the lower boom second limit posture data value can be compared and controlled.
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
下ブーム（２）及び上ブーム（３）の姿勢が格納姿勢側の所定範囲内であるときに、下ブーム（２）の作動範囲の制御を解除可能にした、
ことを特徴とするブーム式作業車の作動範囲制御装置。In any one of Claims 1-5,
When the postures of the lower boom (2) and the upper boom (3) are within a predetermined range on the retracted posture side, the control of the operating range of the lower boom (2) can be released.
An operating range control device for a boom-type work vehicle.
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