JP4829410B2 - Operating range control device for boom type work vehicle - Google Patents

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【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 retractable boom 1 consisting of a lower boom 2 and an upper boom 3 as shown in FIG. I have something to do.
[0003]
In the aerial work vehicle shown in FIG. 4, a swivel base 13 is provided on a traveling vehicle 11 so as to be horizontally turnable, and a telescopic lower boom 2 is provided on a swivel base 13 so as to be raised and lowered. A telescopic upper boom 3 is provided so as to be able to bend and extend, and a work table 4 is provided at the tip of the upper boom 3 for loading an operator or loading various materials. 4, the lower boom 2 is configured by connecting five single booms, and the upper boom 3 is configured by connecting four single booms. Can be lifted up to a considerable height (for example, a height of about 70 to 90 meters). Note that this type of bending boom 1 is usually designed such that the weight of the lower boom 2 is considerably larger than the weight of the upper boom 3 in terms of strength (for example, thickness) and the number of single booms used. Yes.
[0004]
The turntable 13 on the vehicle 11 is turned horizontally by a turning motor. The lower boom 2 is raised and lowered in the vertical plane by the raising and lowering cylinder 21 and is extended and contracted by an extension cylinder built in the lower boom. The upper boom 3 is raised and lowered in the vertical plane by the bending and stretching cylinder 31 at the tip of the lower boom, and is extended and contracted by an extension cylinder built in the upper boom. The work table 4 is always maintained in a horizontal posture by the leveling device 41 at the tip of the upper boom.
[0005]
The lower boom 2 is provided with a lower boom length detector 22 for detecting the length of the lower boom and a lower boom undulation angle detector 23 for detecting the undulation angle of the lower boom. Further, a lower boom load detector 24 for detecting a load applied to the lower boom 2 is provided in the hoisting cylinder 21 portion for the lower boom 2.
[0006]
The upper boom 3 is also provided with an upper boom length detector 32 that detects the length of the upper boom, and an upper boom undulation angle detector 33 that detects the undulation angle of the upper boom. The bending cylinder 31 for the upper boom 3 is provided with an upper boom load detector 34 for detecting a load applied to the upper boom 3.
[0007]
In an aerial work platform using this type of bent-and-extend boom 1, in order to position the work table 4 at the same position in the high place, the undulation / extension degree of the lower boom 2 and the undulation / extension degree of the upper boom 3 are determined. By combining, you can choose from many variations. When the work table 4 is positioned at the same position in a high place, the work radius side is lighter than the large lower boom 2 is largely lowered (the relatively light upper boom 3 is lifted). When the upper boom 3 is largely laid down (the relatively heavy heavy lower boom 2 is lifted), the moment around the fulcrum 20 of the lower boom 2 is reduced, and the height direction side is heavy. Rather than extending the lower boom 2 greatly (relatively lighter upper boom 3 is reduced), rather than extending the lighter upper boom 3 (relatively heavy lower boom 2 is reduced). The moment around the fulcrum 20 of the lower boom 2 is small.
[0008]
By the way, in a boom type work vehicle (for example, an aerial work vehicle) using this kind of a bending and extending type boom 1, when the bending and extending type boom reaches a preset danger side posture during the boom related work, the boom related operation is automatically performed. An operating range control device that restricts the operation (regulates the operation to the dangerous side) is provided.
[0009]
As a working range control device in a boom type work vehicle using a bending boom 1, a so-called AWL control method (first conventional example) shown in FIGS. 4 and 5 is conventionally used, and FIGS. 6 and 7 are used. Some of them employ a so-called AML control system (second conventional example).
[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 boom 1 is stored in the limit posture data value storage means 8C of the control device. For example, if the loading load limit of the work table 4 is 1 ton, it is assumed that a load W of 1 ton is always on the work table 4 in anticipation of safety, and the limit posture data value of the retractable boom 1 ( Each limit posture data value by each combination of the length and undulation angle of the lower boom 2 and the length and undulation angle of the upper boom 3 is obtained, and the limit posture data value is stored in the limit posture data value storage means 8C. Keep it. On the other hand, the lower boom length detection value from the lower boom length detector 22, the lower boom lifting angle detection value from the lower boom lifting angle detector 23, and the upper boom length detection from the upper boom length detector 32. The value and the detected value of the upper boom undulation angle from the upper boom undulation angle detector 33 are calculated by the calculation means 7 of the control device to obtain the current posture data value (actual posture data value) of the boom boom 1. Then, the actual posture data value obtained by the calculation means 7 and the limit posture data value stored in the limit posture data value storage means 8C are compared by the comparison means 9, and the actual posture data value reaches the limit posture data value. Then, an operation restriction signal is issued from the output means 10 to the lower boom operation restriction means 51 and the upper boom operation restriction means 61, and the dangerous side operation of the lower boom 2 and the upper boom 3 is prohibited at the same time. . For example, in FIG. 4, if the retractable boom reaches the limit posture when the retractable boom is tilted from the state of reference numeral 1 to the state of reference numeral 1 ′, the comparison is performed when the posture of the reference numeral 1 ′ is reached. An operation restriction signal is simultaneously issued from the means 9 to the lower boom operation restriction means 51 and the upper boom operation restriction means 61 via the output means 10 so that neither the lower boom 2 nor the upper boom 3 can be operated to the dangerous side. ing.
[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 bending boom 1 generated around the fulcrum 20 of the lower boom 2 in advance. Is stored in the limit moment value storage means 8D. On the other hand, the lower boom load detection value from the lower boom load detector 24, various posture data values relating to the bending boom 1 (the lower boom length detection value from the lower boom length detector 22, and the lower boom undulation angle detector). The lower boom undulation angle detection value from 23, the upper boom length detection value from the upper boom length detector 32, and the upper boom undulation angle detection value from the upper boom undulation angle detector 33) The moment (actual moment value) of the lower boom 2 around the fulcrum 20 is calculated by the calculation means 7. Then, the actual moment value obtained by the calculation means 7 and the limit moment value stored in the limit moment value storage means 8D are compared by the comparison means 9, and when the actual moment value reaches the limit moment value, the output means 10 An operation restriction signal is issued simultaneously to the lower boom operation restriction means 51 and the upper boom operation restriction means 61 so that neither the lower boom 2 nor the upper boom 3 can be operated to the dangerous side.
[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 lower boom 2 around the fulcrum 20 are compared, and the operation range of the retractable boom 1 is regulated by the AML control method. However, in the case of this second conventional example, if the load on the work table 4 is small, a large operating range can be obtained, and even if the load is the same, the lower boom 2 is heavy. The maximum working range (the range on which the restriction is applied) differs depending on the posture (extension / contraction length and undulation angle) of the upper boom 3 that is lightweight. For example, in the illustration of FIG. 6, the bending-extension boom 1 is subjected to AML regulation in each of the postures 1 ′ and 1 ″ (actual moment value reaches the limit moment value), and the lower boom and the upper boom are further increased. Although it cannot be operated on the dangerous side, the platform (4 ', 4 ") of the workbench (4', 4") is caused by the limit postures of the lower boom (2 ', 2 ") and the upper boom (3', 3"). The position is different.
[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 retractable boom 1 stored in the limit posture data value storage means 8C of the control device is the work table 4. The work radius of the work table 4 is related to the load load W on the work table 4 since the AWL control method is used based on the assumption that the allowable load load W is placed on the work table 4. The bendable boom 1 can only take up to a preset limit posture (for example, the posture of reference numeral 1 'in FIG. 4 and the working radius at this time is R). For example, if the load on the work table 4 is lighter than the allowable limit load (for example, 1 ton) (for example, the weight of W ′ is 0.5 ton), the moment around the fulcrum 20 of the lower boom 2 becomes small. The bent boom 1 is indicated by the dotted line indicated by the reference numeral 3 ″ for the upper boom 3 ′ from the set limit posture indicated by the reference numeral 1 ′ (the working radius is R on the danger side).1Although it may be allowed for safety even if it is tilted to the maximum, the maximum working radius is within the range even when the load on the work table 4 is light. There was a problem that it was limited to R.
[0014]
6 and 7 (second conventional example), the moment values around the fulcrum 20 of the lower boom 2 are compared, and the operating range of the extension boom 1 is regulated by the AML control method. However, in the case of this second conventional example, for example, the bending boom is indicated by reference numeral 1 in FIG. 6 (the lower boom 2 is fully extended, and the upper boom 3 is fully contracted / maximally raised). When the working radius position and the height position of the work table 4 are increased from each other (for example, when moving to the position of 4 ″), if only the lower boom 2 is laid down, the lower boom is in the posture of 2 ′. At this time, the actual moment value around the lower boom fulcrum 20 reaches the limit moment value stored in the limit moment value storage means 8D, and at that time, the operations of the lower boom 2 'and the upper boom 3' toward the dangerous side are respectively performed. Work table 4 is forbidden In addition, there is a problem that the boom 1 cannot move to the dangerous side. When moving to a position where the working radius and height are far from each other, the lower boom is first returned from the posture indicated by reference numeral 2 'to the posture indicated by dotted line 2 "to allow the upper boom to operate on the dangerous side, and thereafter It is necessary to extend and fall the boom as shown by reference numeral 3 ″ and move the work table to the position of reference 4 ″. Therefore, in the second conventional example of FIGS. 6 and 7, the lower boom 2 and the upper boom are required. If the operation order of the boom 3 is wrong, there is a problem that it takes time and labor to repair it.
[0015]
In addition, in the operation range control apparatus of FIG.6 and FIG.7, controlling both the lower boom 2 and the upper boom 3 by an AML control system is also considered. In this case, the operating range of the bending and extending boom 1 can be set to the widest. However, even when the upper and lower booms 2 and 3 are both controlled by the AML control method, the upper boom 3 is in a posture with a margin to the limit. When the lower boom 2 is in the limit posture, the upper boom 3 cannot be operated to the operating range expansion side. Therefore, in order to reach the maximum operating range of the retractable boom 1, it is necessary to raise or lower the upper boom 3 after raising the lower boom 2 from the restricted state. Become. In addition, in the case where both the upper and lower booms 2 and 3 are controlled by the AML control method, the number of conditions relating to the overturning moment calculation on the upper boom 3 side (upper boom length, upper boom undulation angle, and upper boom tip portion are added). There is a problem that the number of combinations of loads and the like) is very large, and as a result, the load on the storage means and calculation means of the control device increases, which is disadvantageous in terms of calculation speed and cost.
[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 Claim 1 of this application
The boom-type work vehicle used in the invention of claim 1 includes a traveling vehicle, a swivel that is horizontally turnable on the vehicle, and a telescopic lower boom that is undulated on the swivel. And the thing provided with the upper boom provided in the front-end | tip part of the lower boom so that bending in a vertical surface is possible is employ | adopted. In the description of the present application, the lower boom and the upper boom are collectively expressed as a bending-extension boom.
[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 claim 1, 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 side becomes a constant value on the dangerous side. Is stored in the lower boom limit posture data value storage means. For example, if the boom-type work vehicle is an aerial work vehicle, the upper boom virtual rated moment value assumes that the load on the work table has become a constant value on the dangerous side, and the upper boom is strong or falls. A fall moment value on the upper boom side at the time of falling down to the limit is obtained in advance and set as an upper boom virtual rated moment value. Also, if the boom type work vehicle is a crane vehicle, it is assumed that the load of the suspended load suspended from the tip of the upper boom has reached a certain value on the dangerous side, and the upper boom is lowered to the limit of strength or toppling. The upper boom side overturning moment value is obtained in advance and set as the upper boom virtual rated moment value. The upper boom virtual rated moment value is stored in the upper boom virtual rated moment memory. The upper boom virtual rated moment memory may be incorporated in the control device.
[0022]
In claim 1 of the present application, the upper boom virtual rated moment value is not particularly limited, but can be set to, for example, about 70 to 80% of the limit moment value at which the upper boom side momentum is an allowable limit. A plurality of upper boom virtual rated moment values are set according to the magnitude of the load applied to the tip of the upper boom (for example, 50%, 70%, 90%, 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 differs depending on the type of work, and when the upper limit of the load to be actually loaded is roughly determined at the time of work, the load from the above upper boom virtual rated moment values is determined. You may make it select what suits a load.
[0023]
In the operating range control device according to claim 1 of the present application, the upper boom limit moment value around the upper boom fulcrum is stored in the upper boom limit moment value storage means.
[0024]
In the operation range control device of claim 1 of the present application, the operation range of the lower boom and the operation range of the upper boom are individually controlled as follows.
[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 claim 1 of the present application, even if the operation is performed without being aware of the combination of the postures of the lower boom and the upper boom, the maximum work is always performed according to the magnitude of the load applied to the tip of the upper boom. Can reach the range. That is, in any of the lower boom and the upper boom, even after any boom is first operated to the limit range, the other booms can be operated to the limit range.
Invention of Claim 2 of this application
The invention according to claim 2 of the present application is the operation range control device for the boom type work vehicle according to claim 1, wherein the posture maintaining member is provided at the tip of the lower boom, while the posture maintaining member is provided with a horizontally swingable upper boom swivel. The upper boom is mounted on the upper boom swivel so that it can be raised and lowered.
[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 Claim 3 of the present application
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 claim 3 of the present application, there is a background that the limit moment that the lower boom can withstand changes depending on the pivoting position of the upper boom.
[0033]
In view of such circumstances, in the operation range control device of claim 3 of the present application, when calculating the operation range of the upper boom, the upper boom turning position detection value from the upper boom turning position detector is also used to calculate the upper boom. Is displaced in the horizontal direction from the lower boom undulation surface, the limit operation range of the upper boom can be limited (reduced) in consideration of the amount of displacement. In this way, when the upper boom pivots horizontally at the tip of the lower boom, the upper boom is displaced with respect to the strength and rigidity of the lower boom (for example, displaced by 90 ° in the horizontal direction from the lower boom hoisting surface). The lower boom can be protected by restricting the maximum operation range on the upper boom side to the reduction side (for example, restricting the upper boom collapse side operation).
Invention of Claim 4 of this application
The invention according to claim 4 of the present application is the operating range control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper boom uses a telescopic type upper boom length for detecting the length of the upper boom. A detector is provided, and when calculating the operating range of the upper boom, the upper calculating means calculates using the upper boom length detection value detected by the upper boom length detector.
[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 claim 4 of the present application, if the moment generated on the upper boom side is calculated in consideration of the data value related to the upper boom length (upper boom length detection value), the upper boom is of a telescopic type. However, the maximum operating range of the upper boom can be controlled within the safe range.
Invention of Claim 5 of this application
The invention according to claim 5 of the present application is the operating range control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper boom virtual rated moment value is assumed that the overturning moment on the upper boom side is maximized on the dangerous side. When set to the value.
[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 Claim 7 of the present application
The invention of claim 7 of the present application is the operation range control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lower boom and the upper boom are operated when the postures of the lower boom and the upper boom are within a predetermined range on the retracted posture side. The range control can be released.
[0039]
The operating range control device according to claim 7 is for preventing the lower boom and the upper boom from being stored when the retractable boom is stored from the use posture so that the operation range of the lower boom is not restricted. When it is within the predetermined range on the posture side, for example, the lower boom operation range control is manually canceled with the release switch, or the lower calculation is performed based on the detection value from each detector that detects the posture of the lower boom and the upper boom The lower boom operating range control may be automatically canceled when it is determined that the postures of the lower boom and the upper boom are within a predetermined range on the retracted posture side as a result of calculation by the means and the upper calculation means.
[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 claim 7, when the lower boom and the upper boom satisfy the above conditions and the control of the lower boom operation range is released during the retracting operation of the retractable boom, the lower boom is released. Even if it is controlled by the AWL control method, the lower boom can be operated to the storage side (falling and reducing side) beyond the range controlled by the AWL. It should be noted that even when the control of the lower boom operation range is cancelled, it is preferable to perform control so as to prohibit the extension side operation of the lower boom.
[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 swivel base 13 is provided on a traveling vehicle 11, and a lower boom 2 and an upper boom are provided on the turn base 13. 3 is provided, and a working table 4 is provided at the tip of the upper boom 3.
[0044]
When the aerial work vehicle is used, the vehicle 11 is supported by the outrigger 12. Further, the outrigger 12 is detected by the outrigger attitude detector, but the outrigger attitude detector is not shown.
[0045]
The swivel base 13 is swung horizontally by a swivel motor (not shown). Although the turning position of the turntable 13 is detected by a turning position detector, this turning position detector is not shown.
[0046]
The lower boom 2 is mounted on the swivel base 13 so as to be able to rise and fall within a vertical plane. The lower boom 2 is raised and lowered by a raising and lowering cylinder 21. In addition, the code | symbol 20 of FIG. 1 is the spindle which pivotally supports the base end part of the lower boom 2, and this spindle becomes the fulcrum 20 when the lower boom 2 moves up and down. In the aerial work vehicle of FIG. 1, the lower boom 2 is configured by connecting five single booms. The lower boom 2 is expanded and contracted by an expansion cylinder built in the boom.
[0047]
A posture maintaining member 14 is provided at the tip of the lower boom 2. The posture maintaining member 14 is always maintained in a constant posture (horizontal posture) by the leveling device 15 even when the undulation angle of the lower boom 2 changes.
[0048]
On the posture maintaining member 14, an upper boom swivel 16 is provided so as to be turnable horizontally. The upper boom turntable 16 is also turned horizontally by a turn motor (not shown).
[0049]
On the upper boom swivel 16, the upper boom 3 is attached so as to be able to undulate (bend and extend with respect to the lower boom 2) in a vertical plane. The upper boom 3 is raised and lowered by a bending / extending cylinder 31. In the aerial work vehicle shown in FIG. 1, the upper boom 3 is configured by connecting four single booms. The upper boom 3 is expanded and contracted by an expansion cylinder built in the boom.
[0050]
At the tip of the upper boom 3 is provided a work table 4 on which an operator can board and load various materials. Even if the lower boom 2 or the upper boom 3 moves up and down, the work table 4 is always maintained in a horizontal posture by the leveling device 41. In addition, in what employ | adopted the crane vehicle as a boom type work vehicle, a hanging load hook is attached to the front-end | tip part of the upper boom 3. FIG.
[0051]
In the aerial work vehicle of the embodiment shown in FIG. 1, the workbench 4 is lifted from the ground to a considerable height (for example, 70 to 90) by means of the retractable boom 1 (the lower boom 2 with five connections and the upper boom 3 with four connections). It can be lifted up to a height of about a meter). In addition, the work table 4 can be operated in a wide range in a three-dimensional direction by a turning operation of the turntable 13, a raising / lowering operation of the lower boom 2, a turning operation of the upper boom turning table 16, a raising / lowering operation of the upper boom 3, and the like. It can be moved to the position. Note that this type of bending boom 1 is usually designed such that the weight of the lower boom 2 is considerably larger than the weight of the upper boom 3 in terms of strength (for example, thickness) and the number of single booms used. Yes.
[0052]
The lower boom 2 is provided with a lower boom length detector 22 for detecting the length of the lower boom and a lower boom undulation angle detector 23 for detecting the undulation angle of the lower boom. In addition, each detector 22 and 23 regarding the lower boom 2 is an existing thing in this kind of boom type work vehicle.
[0053]
The upper boom swivel 16 is provided with an upper boom swivel position detector 35 that detects the direction (turning position) of the upper boom swivel 16. The upper boom turning position detector 35 detects which direction in the horizontal turning direction the upper boom 3 is directed with reference to the posture of the lower boom 2.
[0054]
The upper boom 3 is also provided with an upper boom length detector 32 for detecting the length of the upper boom and an upper boom undulation angle detector 33 for detecting the undulation angle of the upper boom. The bending cylinder 31 for the upper boom 3 is provided with an upper boom load detector 34 for detecting a load applied to the upper boom 3.
[0055]
In an aerial work platform using this type of bent-and-extend boom 1, in order to position the work table 4 at the same position in the high place, the undulation / extension degree of the lower boom 2 and the undulation / extension degree of the upper boom 3 are determined. By combining, you can choose from many variations. Then, in order to position the work table 4 at the same position in the high place, on the working radius side, the lower heavy boom 2 is largely laid down (relatively lighter upper boom 3 is raised). When the lightweight upper boom 3 is largely lowered (the relatively heavy lower boom 2 is lifted), the moment around the fulcrum 20 of the lower boom 2 is reduced, and with respect to the height direction side, A method of extending the lighter upper boom 3 larger (relatively lowering the lower heavy boom 2) than extending the heavy heavy lower boom 2 (relatively lighter upper boom 3 is reduced) However, the moment around the fulcrum 20 of the lower boom 2 is small.
[0056]
By the way, in the boom type work vehicle (aerial work vehicle) of the present embodiment, when the retractable boom 1 reaches a preset danger side posture during boom related work, the boom related operation is automatically restricted (danger side). An operation range control device is provided that regulates the operation of the motor. In this type of boom type work vehicle, in order to control the operating range of the retractable boom 1 (the lower boom 2 and the upper boom 3), the attitude data of the outrigger 12, the turning position data of the turntable 13, etc. However, in the present embodiment, description will be made ignoring the attitude data of the outrigger 12 and the turning position data of the turntable 13.
[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 lower boom 2 and the operation range of the upper boom 3 as follows.
[0058]
The operation range of the lower boom 2 is performed by a so-called AWL control method. The lower boom length detection value detected by the lower boom length detector 22 and the lower boom lifting angle detection detected by the lower boom lifting angle detector 23 are detected. The lower boom actual attitude data value calculated by the lower calculation means 5 based on the value and the lower boom limit attitude data value stored in the lower boom limit attitude data value storage means 8A described later are compared and controlled. I have to.
[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 upper boom 3 is allowed to fall to the limit of strength or toppling in the maximum extended state. The overturning moment value on the upper boom 3 side is obtained, and the overturning moment value is set as the upper boom virtual rated moment value. On the other hand, if the boom type work vehicle is a crane vehicle, it is assumed that the load of the suspended load lifted at the tip of the upper boom has reached a certain value on the dangerous side, and the upper boom is allowed to fall to the limit of strength or toppling in the maximum extended state. The overturning moment value on the upper boom 3 side is obtained, and the overturning moment value is set as the upper boom virtual rated moment value. The upper boom virtual rated moment value is stored in the upper boom virtual rated moment storage unit 38. The upper boom virtual rated moment value is not particularly limited, but may be set to, for example, about 70 to 80% of the limit moment value at which the moment on the upper boom 3 side becomes the allowable limit, or the limit moment value May be set to a value equal to (100%). The upper boom virtual rated moment memory 38 that stores the upper boom virtual rated moment value can be incorporated in the control device. When the upper boom virtual rated moment value is equal to the limit moment value (100%), the upper boom virtual rated moment storage unit 38A is a limit posture data value storage unit 8A (described later) in the control device. It can also be integrated in the unit.
[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 lower boom 2 is expanded. Conversely, if a higher value is selected as the upper boom virtual rated moment value, the limit of the lower boom 2 is selected. The operating range is reduced. When a small value (for example, 50%) is selected as the upper boom virtual rated moment value, the limit operating range of the lower boom 2 is expanded, but the load applied to the upper boom tip is not limited to the upper boom virtual moment. Care must be taken not to exceed the load permitted by the rated moment value. On the other hand, when the maximum upper boom virtual rated moment value (100%) is selected, the limit operating range of the lower boom 2 is reduced, and the posture and load on the upper boom 3 side are maximized on the dangerous side. There will be no loss of safety. When a plurality of upper boom virtual rated moment values are set in this way, a selection switch is provided at an appropriate position on the work implement so that the upper boom virtual rated moment value to be applied can be selected by the selection switch. To.
[0061]
The control device includes a lower boom limit posture data value storage unit 8A for storing a lower boom 2 side limit posture data value applied during work, and a lower boom second limit posture of the lower boom 2 side applied during storage operation. Lower boom second limit posture data value storage means 18 for storing data values and selection means 19 for selecting which of these limit posture data values is used are provided.
[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 lower boom 2 based on the upper boom virtual rated moment value in advance. Yes.
[0063]
The lower boom second limit posture data value storage means 18 stores each posture (length and undulation) of the lower boom 2 based on the upper boom second virtual rated moment value which is smaller than the upper boom virtual rated moment value in advance. The lower boom second limit posture data value for each angle) is stored.
[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 upper boom 3 side is within a predetermined range on the storage attitude side. It has come to be able to do. That is, in the embodiment of FIG. 2, the data values related to the posture (length, undulation angle, turning position) of the upper boom 3 are respectively the upper boom length detector 32, the upper boom undulation angle detector 33, and the upper boom turning position. It is always input from the detector 35 to the upper computing means 6, and from these attitude data values, the upper computing means 6 determines whether or not the attitude of the upper boom 3 is within a predetermined range on the storage attitude side. ing. In the boom-type work vehicle of FIG. 1, the state in which the upper boom 3 is in the “predetermined range on the storage posture side” is, for example, as shown in FIG. This includes not only the posture in which the boom turning position is directed to the opposite side of the lower boom raising surface and the upper boom is fully contracted and maximally laid down, but also the posture state in which the overturning moment on the upper boom 3 side is reduced to a predetermined range. In the embodiment of FIG. 2, when the upper computing means 6 determines that the posture of the upper boom 3 is not within the above-mentioned “predetermined range on the storage posture side”, the selection means 19 is the lower boom limit posture data value storage means 8A. When the stored lower boom limit posture data value is selected and, conversely, when the upper computing means 6 determines that the posture of the upper boom 3 is “within the predetermined range on the storage posture side”, the signal is sent to the selection means 19. 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.
[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 lower boom 2 is controlled by the lower calculation. The means 5 calculates an actual posture data value of the lower boom 2 based on the lower boom length detection value from the lower boom length detector 22 and the lower boom undulation angle detection value from the lower boom undulation angle detector 23; When the actual posture data value of the lower boom 2 reaches the lower boom limit posture data value stored in the lower boom limit posture data value storage means 8A in advance, the lower boom 2 is moved to a further dangerous side (lower boom extension side and lower boom side). It is designed so that it cannot be operated on the lower boom side). That is, during the boom operation, data regarding the current posture of the lower boom 2 is input to the lower calculation means 5 every time, and the actual posture data value of the lower boom 2 is calculated there. On the other hand, the comparison means 9A constantly compares the actual posture data value of the lower boom 2 with the lower boom limit posture data value stored in the lower boom limit posture data value storage means 8A. When it is determined that the boom actual posture data value has reached the lower boom limit posture data value, an operation restriction signal (a signal for inhibiting the dangerous side operation of the lower boom 2) is output from the output means 10A to the lower boom action restriction means 51. It is designed to output. When the boom is stored (the lower boom second limit posture data stored in the lower boom second limit posture data value storage unit 18 when the posture of the upper boom 3 is within the predetermined range on the storage posture side) The control of the lower boom operation range when the value is selected will be described later.
[0067]
On the other hand, the operation range of the upper boom 3 is performed by a so-called AML control method, and is controlled independently of the control of the lower boom 2. The operating range of the upper boom 3 includes an upper boom length detection value detected by the upper boom length detector 32, an upper boom lifting angle detection value detected by the upper boom lifting angle detector 33, and an upper boom load detector. Based on the upper boom load detection value detected at 34, a moment around the upper boom fulcrum 20 (actual moment value) is calculated by the upper calculation means 6 and controlled. In this embodiment, when the upper moment calculating means 6 calculates the actual moment value of the upper boom 3, the upper boom turning position detection value detected by the upper boom turning position detector 35 is taken into account. That is, the strength and rigidity of the lower boom 2 differ depending on the turning position of the upper boom 3 with respect to the lower boom 2 (the strength and rigidity of the lower boom 2 is strongest in the lower boom overturning direction, and the angle 90 in the horizontal direction from the lower boom hoisting surface. However, in consideration of the difference in strength and rigidity of the lower boom 2 depending on the direction of the upper boom 3 (direction with respect to the lower boom 2), the upper moment calculation means 6 is the actual moment of the upper boom 3. A decrease in strength and rigidity of the lower boom 2 due to the direction of the upper boom 3 is added to the value.
[0068]
The control device is provided with upper boom limit moment value storage means 8B for storing the limit moment value of the upper boom 3. The upper boom limit moment value storage means 8B stores limit moment values for each posture (length, undulation angle, turning position) of the upper boom 3 in advance. Further, the control device includes comparison means 9B for comparing the upper boom limit moment value stored in the upper boom limit moment value storage means 8B with the upper boom actual moment value calculated by the upper calculation means 6, and the comparison means. And an output means 10B for outputting an operation restriction signal to the upper boom operation restriction means 61 when it is determined in 9B that the upper boom actual moment value has reached the upper boom limit moment value. The basic configurations of the upper boom limit moment value storage means 8B, the comparison means 9B, the output means 10B, etc. are also existing in the control device used in this type of boom type work vehicle.
[0069]
In the control of the operation range of the upper boom 3, the upper boom length detection value from the upper boom length detector 32 and the upper boom lifting angle detection value from the upper boom lifting angle detector 33 in the upper computing means 6 Based on the detected value of the upper boom load from the upper boom load detector 34 and the detected value of the upper boom turning position from the upper boom turning position detector 35, the actual moment value of the upper boom 3 is calculated. When the moment value reaches the upper boom limit moment value stored in the upper boom limit moment value storage means 8B in advance, the upper boom 3 cannot be operated further on the dangerous side (upper boom extension side and upper boom collapse side). It has come to regulate. That is, at the time of the boom operation, data regarding the moment of the upper boom 3 is input to the upper calculation means 6 every moment, and the actual moment value of the upper boom 3 is calculated there. On the other hand, the comparison means 9B constantly compares the actual moment value of the upper boom 3 with the upper boom limit moment value stored in the upper boom limit moment value storage means 8B, and the comparison means 9B compares the upper boom actual moment value. When it is determined that the value has reached the upper boom limit moment value, an output of an operation restriction signal (a signal for prohibiting the dangerous side operation of the upper boom 3) from the output means 10B to the upper boom action restriction means 61. It has become.
[0070]
As described above, in the operation range control device of the present embodiment, the lower boom 2 is controlled by the AWL control method as described above during the boom operation. Therefore, the maximum operation range of the lower boom 2 is the upper boom 3 side. Regardless of the various conditions (the load applied to the tip of the upper boom, the upper boom length, the upper boom undulation angle, the upper boom turning position, etc.), it is limited to the predetermined range (the limit posture data value of the lower boom 2). .
[0071]
On the other hand, the upper boom 3 is controlled by the AML control method independently of the operation range control of the lower boom 2 as described above, so that if the lower boom 2 reaches the limit position of the operation range, Even after the operation on the dangerous side is restricted, if there is a margin in the moment on the upper boom 3 side, the upper boom 3 can be operated to the work range expansion side until the upper boom actual moment value reaches the upper boom limit moment value. it can. For example, in the aerial work vehicle shown in FIG. 1, for example, the allowable load limit of the work table 4 is 1 ton, and an additional load (load on the work table) applied to the upper boom tip portion to calculate the upper boom virtual rated moment value is calculated. Load) is calculated as 1 ton, and when the loaded load on the work table 4 at the time of actual work is 0.5 ton, for example, the entire operating range of the retractable boom 1 can be controlled as follows. That is, in FIG. 1, assuming that the bending boom extends from the posture of 1 to the lower boom 2 and the lower boom 2 reaches the limit posture in the posture of 2 ′, the lower boom operation restricting means 51 (FIG. 2), the lower boom cannot operate on the dangerous side (lower boom extension side and lower boom collapse side) from the posture of 2 ', but the operating range of the upper boom 3 is controlled independently of the lower boom side. Therefore, if the upper boom is in the state of 3 'and there is a sufficient moment, it can fall down from that state until the upper boom limit moment value is reached, for example, as shown by 3 ". It can be moved from the position 4 'to the position 4' on the working radius expansion side. If the upper boom 3 'has a surplus extension force in a state where the bent boom extends to the lower boom limit posture state indicated by reference numeral 1', the upper boom is replaced with the upper boom limit operation instead of the upper boom overturning operation. It can also be extended until the moment value is reached.
[0072]
As described above, in the operation range control device of the present embodiment, even after the lower boom 2 reaches the limit posture, the operation range of the upper boom 3 can be operated to the enlargement side to the limit range. The working range of the work table 4 can be expanded as compared with the first conventional example of No. 5. In this way, even if the work ranges of the lower boom 2 and the upper boom 3 are expanded to the respective limit ranges, the overturning moment of the entire boom type work vehicle does not exceed the safe range.
[0073]
Further, in the operation range control device of the present embodiment, the operation range of the lower boom 2 and the operation range of the upper boom 3 can be individually controlled, so that the combination of the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 is not conscious. The upper boom tip (depending on the load applied to the work platform 4 for an aerial work vehicle, or the hanging load from the hanging hook on a crane vehicle) For example, the work table 4) can always reach the maximum working range. That is, in the lower boom 2 and the upper boom 3, even after any boom is first operated to the limit range, the other booms can be operated to the limit range.
[0074]
On the other hand, in the boom-type work vehicle, the retractable boom 1 is normally stored in a state where there is almost no load acting on the upper boom. That is, 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 table 4 in the case of an aerial work vehicle, and suspended in the case of a crane vehicle. Light load with load hook only. In order to store the bending boom 1 of the boom type work vehicle shown in FIG. 1, first, the upper boom 3 is maintained within a predetermined range on the storage posture side at the tip of the lower boom, for example, as shown by a solid line in FIG. Then, the upper calculation means 6 shown in FIG. 2 determines that the upper boom 3 is within a predetermined range on the storage posture side based on each data value relating to the posture of the upper boom 3, and the upper calculation means 6 sends the selection means 19 to the selection means 19. A stored posture confirmation signal is issued, and the selection means 19 selects the lower boom second limit posture data value stored in the lower boom second limit posture data value storage means 18, and thereafter the lower boom second limit posture data. The operating range of the lower boom 2 is controlled based on the value. If the operating range of the lower boom 2 is controlled based on the lower boom second limit posture data value, the allowable operating range of the lower boom can be expanded to the dangerous side. Accordingly, even when the retractable boom 1 is retracted, even if the lower boom 2 falls from the intermediate extension state as shown in FIG. 3 and the posture of the lower boom 2 reaches the limit by the AWL control during normal operation, There is still room for the operation of the lower side of the boom 2, and the range of operation of the lower side of the lower boom during the storage operation can be expanded. In this way, if the lower boom can be expanded in the range of operation, even if the lower boom 2 is stored in a different order (usually, the lower boom is lowered after being fully reduced, but the lower boom is in an intermediate extension state). In some cases, the lower boom 2 can be lowered to the horizontal posture as it is, and the lower boom storing operation is facilitated. Even when the operating range of the lower boom 2 is controlled based on the lower boom second limit posture data value, when the lower boom actual posture data value reaches the lower boom second limit posture data value, the lower boom 2 The boom dangerous side operation is prohibited, and safety is ensured.
[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 vehicle 11 as indicated by a two-dot chain line (reference numeral 1 ″).
[0076]
Further, in another embodiment of the present application, in the boom type work vehicle shown in FIG. 1, when the retractable boom 1 is stored from the use posture, the operation range of the lower boom 2 is regulated (based on the lower boom limit posture data value). In order to prevent the restriction by AWL control), the following can be performed. That is, when the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 are within the predetermined range on the retracted posture side, the control of the operating range of the lower boom 2 can be released.
[0077]
For example, when the retractable boom 1 is retracted from the use posture, the retractable boom 1 is in a state illustrated in a solid line in FIG. 3, for example (in the state of FIG. 3, the upper boom 3 is in the fully retracted position and the lower boom 2 is If the lower boom 2 is tilted as it is from the intermediate extension posture), the lower boom 2 may be prohibited from performing the lowering side operation by AWL control based on the lower boom limit posture data value. However, since it is performed in a state where there is almost no load acting on the upper boom 3 at the time of storage, there is a margin for operating the lower boom 2 toward the storage side even when the operation range of the lower boom 2 is restricted by AWL control. The remaining amount is used to allow the operation of the lower boom 2 to the storage side (lower boom collapse or contraction).
[0078]
For example, a release switch for manually releasing control of the lower boom operating range when the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 are within a predetermined range on the retracted posture side is used as a means for releasing the control of the operating range of the lower boom 2. Or calculated by the lower calculation means 5 and the upper calculation means 6 based on the detection values from the detectors (22, 23, 32, 33, 35, etc.) that detect the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 As a result, when it is determined that the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 are within a predetermined range on the storage posture side, a signal may be output to the output means 10A to automatically cancel the control of the lower boom operating range. . As described above, in the boom type work vehicle shown in FIGS. 1 and 3, “the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 are within a predetermined range on the storage posture side” as a condition for releasing the control of the lower boom operating range. ”Is a requirement, but“ the posture of the lower boom 2 is within a predetermined range on the storage posture side ”is reduced to a length range in which the danger of falling does not occur even if the lower boom 2 is laid down in that posture. (The up-and-down angle of the lower boom is not particularly limited), and “the posture of the upper boom 3 is within a predetermined range on the retracted posture side” means that the upper boom side falls moment Means a state in which becomes small within a predetermined range. In this case, when the lower boom 2 and the upper boom 3 satisfy the above conditions and the control of the lower boom operating range is released during the retracting operation of the retractable boom 1, the lower boom 2 described above is released. Even if the control is performed by the AWL control method based on the limit posture data value, the lower boom 2 can be operated to the storage side (falling and reducing side) beyond the range controlled by the AWL. When the control of the lower boom operating range is released as described above, the lower boom 2 can be raised and lowered, and in that case, only the extension side operation of the lower boom 2 is prohibited. It is preferable to do. When the extension side operation of the lower boom 2 is not prohibited, when the length of the lower boom reaches the predetermined range on the extension side (danger side), the control release state is canceled and the original control state is restored. Good.
[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 lower boom 2 and the upper boom 3 may be used as a condition for releasing the control. It may be when the boom posture is within a predetermined range on the retracted posture side. For example, when the upper boom 3 is lightweight (for example, only one single boom), the posture of the upper boom 3 is ignored and the posture of only the lower boom 2 is “within a predetermined range on the storage posture side”. In this case, the control of the lower boom operation range can be released. Further, for example, when a short single boom is connected as the lower boom 2 and there are about two telescopic booms, the posture of the upper boom 3 is “predetermined on the retracted posture side” while ignoring the posture of the lower boom 2. When it is “within range”, the control of the lower boom operation range may be released.
[0080]
In the aerial work vehicle of this embodiment, the upper boom 3 can be horizontally swiveled by the posture maintaining member 14 and the upper boom swivel 16 at the tip of the lower boom. Thus, only the relatively light upper boom 3 can be turned horizontally. In this way, when only the upper boom 3 is turned horizontally, the turning radius of the work member (work bench or suspended load hook) at the tip end of the upper boom becomes smaller than that when the lower boom 2 is turned. The distance becomes smaller. Therefore, when moving the working member at the tip of the upper boom in the horizontal direction, fine operation is possible (adjustment at the time of positioning is easy) and workability is improved, and the boom 2 is not moved under heavy weight. Because power is good, power can be reduced.
[0081]
Further, since the upper boom 3 can be turned horizontally with respect to the lower boom 2, even when the upper boom 3 is directed in the opposite direction (turning angle 180 °) with respect to the lower boom 2, for example. Work can be done. In the posture in which the direction of the upper boom 3 (the turning position with respect to the lower boom) is horizontally displaced from the lower boom raising and lowering surface, even if the length and the raising and lowering angle on the upper boom 3 side become the maximum on the dangerous side, The overturning moment with respect to the boom 2 is smaller than when the upper boom undulation surface and the lower boom undulation surface are the same, but the control of the operation range of the lower boom 2 and the control of the operation range of the lower boom 2 are performed separately. Regardless of the direction of the upper boom 3, the operating range on the lower boom 2 side is constant.
[0082]
In the operation range control device of this embodiment, when the operation range of the upper boom 3 is calculated, the upper boom 3 is moved up and down using the upper boom rotation position detection value from the upper boom rotation position detector 35. When it is displaced from the surface in the horizontal direction, the limit operating range of the upper boom 3 can be limited (reduced) by taking the displacement amount into consideration. Therefore, in this case, even when the upper boom 3 is directed to a position that is weak with respect to the strength and rigidity of the lower boom 2 (for example, a position displaced by 90 ° in the horizontal direction from the lower boom raising and lowering surface), the upper boom 3 The lower boom 2 can be protected by limiting the maximum operating range on the side to the reduction side.
[0083]
In the embodiment of the present application, a boom-type work vehicle is adopted that can turn the upper boom 3 horizontally at the tip of the lower boom. However, in other embodiments, the upper boom 3 is not turned horizontally. The type (the upper boom 3 undulates only on the same surface as the undulating surface of the lower boom 2) can also be adopted. In this case, the upper boom 3 may be adapted to fall in the opposite direction (left side in FIG. 1) to the lowering direction (right side in FIG. 1) of the lower boom 2. In the case where the upper boom 3 is laid down in the direction opposite to the lower boom 2 in this way, the upper boom 3 is in a state where the lower boom 2 is laid down to some extent (for example, the posture of 2 'in FIG. 1). Is tilted to the left (opposite to the lower boom), the overturning moment of the entire work implement acts on the decreasing side. Conversely, when the upper boom 3 is raised (raised on the right), the overturning moment increases to the increasing side. Works. Therefore, when the upper boom 3 is laid down in the opposite direction to the lower boom 2, the upper boom 3 is raised to control the operating range of the upper boom 3 (the moment around the upper boom fulcrum is small). It is necessary to set so that the upper boom approaches the limit operating range.
[0084]
In the embodiment described above, the attitude data of the outrigger 12 and the turning position data of the swivel base 13 are ignored in order to control the operating range of the bending boom 1. However, in actuality, these data are taken into consideration. It is natural to control.
[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 claim 1 of the present application
In the operation range control device of claim 1 of the present application, the operation range of the lower boom 2 is controlled by a so-called AWL control method, while the operation range of the upper boom 3 is controlled by a so-called AML control method. Even if the posture of the upper boom 3 reaches the limit operating range, if there is a margin in the moment of the upper boom 3, the upper boom 3 can be operated to the operating range expansion side until the limit posture (limit moment) is further reached. .
[0086]
Therefore, the operating range control device according to claim 1 of the present application has an effect that the operating range of the tip portion of the upper boom can be expanded as compared with the first conventional example of FIGS.
[0087]
In the operating range control device according to the first aspect of the invention, the operating range control of the lower boom 2 and the operating range control of the upper boom 3 can be performed individually, so that the combination of the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 is conscious. Even if the operation is not performed, the upper boom tip can always reach the maximum working range. That is, in the lower boom 2 and the upper boom 3, even after any boom is first operated to the limit range, other booms can be operated to the limit range, and it is not necessary to consider the operation sequence. There is an effect that workability is improved.
Effects of the invention of claim 2 of the present application
In the operation range control device of claim 2 of the present application, in claim 1, the upper boom 3 is attached to the distal end portion of the lower boom 2 via the attitude maintaining member 14 and the upper boom swivel 16 so as to be able to turn horizontally. Only the relatively short upper boom 3 can be turned horizontally while keeping the long lower boom 2 as it is. In this way, when only the relatively short upper boom 3 is turned horizontally, the turning radius of the work member (work bench or suspended load hook) at the tip of the upper boom is larger than when the lower boom 2 is turned. It becomes smaller and the moving distance becomes smaller.
[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 boom 2 under a large weight, so that the power can be reduced.
Effects of the invention of claim 3 of the present application
In the operation range control device according to claim 3 of the present application, in claim 2, the turning position of the upper boom 3 with respect to the lower boom tip is detected, and when the operation range of the upper boom 3 is calculated, the upper operation means turns the upper boom turning position. Calculation is also performed using data (upper boom turning position detection value).
[0089]
Therefore, in the operation range control device according to claim 3, in addition to the effect of claim 2, in the case where the upper boom 3 rotates horizontally, the upper boom 3 is located at a position where the upper boom 3 is weak against the strength and rigidity of the lower boom 2 (upper boom 3 is set so as to limit the maximum operating range on the upper boom 3 side even when it is oriented to the position where it is displaced 90 degrees in the horizontal direction from the lower boom undulation surface. There is an effect that the boom 2 can be protected.
Effects of the invention of claim 4 of the present application
In the operation range control device according to claim 4 of the present application, in any one of claims 1 to 3, the upper boom 3 uses an extendable type and detects the length of the upper boom 3. When the operation range of the upper boom 3 is calculated, the upper boom length detection value detected by the upper boom length detector 32 is also used for calculation.
[0090]
Thus, in the operation range control device of claim 4, in addition to the effects of claims 1 to 3, it is generated on the upper boom 3 side in consideration of the data value (upper boom length detection value) related to the upper boom length. By calculating the moment to perform, even if the upper boom 3 is of a telescopic type, there is an effect that the maximum operating range of the upper boom 3 can be controlled within the safe range.
Effects of the invention of claim 5 of the present application
In the operation range control device according to claim 5 of the present invention, the upper boom virtual rated moment value in any one of claims 1 to 4 is a value when it is assumed that the upper boom side overturning moment has become the maximum on the dangerous side. Is set.
[0091]
Therefore, in the operation range control device of claim 5, in addition to the effects of claims 1 to 4, the load applied to the top boom tip portion of the upper boom when the upper boom 3 reaches the dangerous maximum lying posture during actual work is also an allowable limit. Even if the maximum value is reached, the operating range of the lower boom 2 is limited to the safe range, so that there is an effect that the safety regarding the overturn during the work is always ensured.
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 claims 1 to 5, a lower boom second value that is larger than the lower boom limit posture data value used during normal boom work. The limit posture data value is stored, and when the posture on the upper boom 3 side is within the predetermined range on the storage posture side, the operating range of the lower boom 2 is selected as the lower boom second limit posture data value, and The lower boom actual posture data value and the lower boom second limit posture data value can be compared and controlled.
[0092]
When the lower boom second limit posture data value is selected when the posture on the upper boom 3 side is within the predetermined range on the retracted posture side, the lower boom in the normal operation is set as the lower boom 2 limit operation range. Can take larger than the operating range. Therefore, in addition to the effects of the first to fifth aspects, the operating range control device according to the sixth aspect allows the lower boom 2 to fall down further during the boom retracting operation, so that the work during the boom retracting can be performed. There is an effect that it can be easily performed. In the operation range control device according to the sixth aspect, even when the lower boom second limit posture data value is selected during the boom retracting operation, the operation range of the lower boom 2 falls within the safe range with respect to overturning.
Effects of the invention of claim 7 of the present application
In the operation range control device according to claim 7 of the present application, in any one of claims 1 to 5, when the postures of the lower boom 2 and the upper boom 3 are within a predetermined range on the storage posture side, the operation of the lower boom 2 is performed. The range control can be released.
[0093]
In the operating range control device of claim 7, when the control of the operating range of the lower boom 2 is canceled, the limit operating range of the lower boom 2 is set larger than the lower boom operating range during normal work as in the case of claim 6. Can be taken. Therefore, in addition to the effects of the first to fifth aspects, the operating range control device according to the seventh aspect allows the lower boom 2 to fall down further when the boom is retracted. There is an effect that it can be easily performed.
[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 SYMBOLS 1 is a bending-extension boom, 2 is a lower boom, 3 is an upper boom, 4 is a work stand, 5 is a lower calculation means, 6 is an upper calculation means, 11 is a vehicle, 13 is a swivel, 14 is a posture maintenance member, 16 Upper boom swivel, 18 is lower boom second limit posture data value storage means, 19 is selection means, 21 is a hoisting cylinder, 22 is a lower boom length detector, 23 is a lower boom hoisting angle detector, and 31 is a bending / extending cylinder , 32 is an upper boom length detector, 33 is an upper boom undulation angle detector, 34 is an upper boom load detector, 35 is an upper boom turning position detector, and 38 is an upper boom virtual rated moment memory.

Claims (7)

  1. 走行用の車両(11)と、車両(11)上に水平旋回自在に設けた旋回台(13)と、旋回台(13)上に起伏自在に設けた伸縮式の下ブーム(2)と、下ブーム(2)の先端部に鉛直面内で屈伸自在に設けた上ブーム(3)とを備えたブーム式作業車において、
    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.
  2. 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)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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 請求項1〜5のいずれか1項において、
    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(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.
  7. 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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