JP5235115B2 - Operation equipment for aerial work platforms - Google Patents
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Description
本願発明は、伸縮ブームの先端にバケットが、首振り動作によって平面視における姿勢を変更可能に、取付けられた高所作業車において、該バケットが如何なる姿勢にあっても、その姿勢を維持したまま該バケットを、作業者の操作によって的確に水平移動及び垂直移動させ得るようにした高所作業車の操作装置に関するものである。 In the present invention, the bucket is attached to the tip of the telescopic boom so that the posture in the plan view can be changed by swinging operation, and the posture is maintained even if the bucket is in any posture. The present invention relates to an operating device for an aerial work vehicle in which the bucket can be accurately horizontally and vertically moved by an operator's operation.
高所作業車は、伸縮、起伏及び旋回駆動される伸縮ブームの先端にバケットを取付けて構成される(例えば、特許文献1参照)。この場合、上記バケットは、上記伸縮ブームの先端において首振り(即ち、旋回)可能に取付けられており、専用の操作部材の操作によって伸縮ブームの姿勢に拘らず単独で首振りを行なわせて該バケットの平面視における姿勢を変化させることができるようになっている。 An aerial work vehicle is configured by attaching a bucket to the tip of a telescopic boom that is driven to extend, retract, and turn (see, for example, Patent Document 1). In this case, the bucket is attached so as to be able to swing (that is, turn) at the tip of the telescopic boom, and the bucket can be swung independently by operating a dedicated operating member regardless of the posture of the telescopic boom. The posture of the bucket in plan view can be changed.
ところが、上記バケットの平面視における姿勢は、上述のようなバケットの単独操作によって変更し得ることは勿論であるが、それ以外に、上記伸縮ブームの旋回動作に伴っても変化するものである。 However, the posture of the bucket in plan view can be changed by the single operation of the bucket as described above, but, in addition, it changes with the turning operation of the telescopic boom.
このため、例えば、伸縮ブームの操作とバケットの操作を同時に行いながら高所作業を行うような場合、作業者は頭の中で、操作方向とバケットの姿勢との関係を整理しながら操作することが必要であり、場合によっては該バケットを所望の姿勢で且つ所望の移動方向へ的確に移動させることができないこともあり、作業の的確性及び操作の簡便性という点において改善すべき余地がある。 For this reason, for example, when working at a high place while operating the telescopic boom and the bucket at the same time, the operator should operate in the head while organizing the relationship between the operation direction and the posture of the bucket. In some cases, the bucket may not be accurately moved in a desired posture and in a desired movement direction, and there is room for improvement in terms of work accuracy and ease of operation. .
そこで本願発明は、バケットが如何なる姿勢であっても、その姿勢を維持したまま該バケットを、作業者の操作によって的確に水平移動及び垂直移動させ得るようにすることで、高所作業の的確性及び操作の簡便性を確保し得るようにした高所作業車の操作装置を提供することを目的としてなされたものである。 Therefore, the present invention makes it possible to accurately move the bucket horizontally and vertically by the operator's operation while maintaining the posture, regardless of the posture of the bucket. In addition, the present invention has been made for the purpose of providing an operation device for an aerial work vehicle capable of ensuring the simplicity of operation.
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。 In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
本願の第1の発明では、車両1上に旋回可能に旋回台2を配置し該旋回台2を旋回駆動部43によって旋回駆動させるとともに、伸縮駆動部41によって伸縮駆動される伸縮ブーム3を上記旋回台2に起伏可能に配置し該伸縮ブーム3を起伏駆動部42によって起伏駆動させる一方、上記伸縮ブーム3の先端部には首振り可能にバケット4を配置し該バケット4を首振り駆動部44によって首振り駆動させるようにした高所作業車において、上記伸縮ブーム3の伸縮量を検出する伸縮量センサ11と、該伸縮ブーム3の起伏角を検出する起伏角センサ12と、該伸縮ブーム3の旋回角を検出する旋回角センサ13と、上記バケット4の首振り角を検出する首振り角センサ14と、上記バケット4に配置された操作レバー7であって、上下方向に傾動可能で且つ軸方向に伸縮可能とされるとともに鉛直軸Lc回りに回動可能とされた操作レバー7と、上記操作レバー7の傾動操作に伴う傾動操作方向を検出して傾動操作信号「Sf」を出力する傾動操作センサ51と、上記操作レバー7の伸縮操作に伴う伸縮操作方向を検出して伸縮操作信号「Sg」を出力する伸縮操作センサ52と、上記操作レバー7の回動操作に伴う回動操作方向を検出して回動操作信号「Sh」を出力する回動操作センサ53と、上記伸縮量センサ11からの伸縮量信号「Sa」と上記起伏角センサ12からの起伏角信号「Sb」と上記旋回角センサ13からの旋回角信号「Sc」と上記首振り角センサ14からの首振り角信号「Sd」を受けて現在の上記バケット4の位置及び姿勢を現在位置「Ps」として算出する現在位置算出手段21と、上記バケット4の移動速度を指示する速度指示手段55と、上記速度指示手段55からの速度信号「Sv」と上記伸縮操作センサ52からの伸縮操作信号「Sg」と上記回動操作センサ53からの回動操作信号「Sh」を受けて上記バケット4を上記現在位置「Ps」から、上記速度信号「Sv」に対応した速度で且つ上記伸縮操作信号「Sg」と上記回動操作信号「Sh」に基づいて求められる水平方向における目標移動方向線L3上に仮想的に設定される目標位置「Pe」へ向けて水平移動させ、又は上記速度指示手段55からの速度信号「Sv」と上記傾動操作センサ51からの傾動操作信号「Sf」を受けて上記バケット4を上記現在位置「Ps」から、上記速度信号「Sv」に対応した速度で且つ上記傾動操作信号「Sf」に基づいて求められる垂直方向における目標移動方向線Ld上に仮想的に設定される目標位置「Pe」へ向けて垂直移動させるように、上記各駆動部41,42,43,44に制御信号「Q1,Q2,Q3,Q4」を出力する制御手段25を備えたことを特徴としている。
In the first invention of the present application, the
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る高所作業車の操作装置において、上記制御手段25を、上記現在位置「Ps」における上記操作レバー7の極座標上の点「Xs,Ys,Zs」と、仮想的に設定される上記目標位置「Pe」の極座標上の点「Xe,Ye,Ze」に基づいて上記各駆動部41,42,43,44の各移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」を算出し、さらに該各移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」に対応する制御信号「Q1,Q2,Q3,Q4」を算出するように構成したことを特徴としている。
In a second invention of the present application, in the operating device for an aerial work platform according to the first invention, the control means 25 is connected to a point “Xs, Ys on the polar coordinates of the
本願発明に係る高所作業車の操作装置によれば、常時、現在の上記バケット4の位置及び姿勢が、上記伸縮量センサ11からの伸縮量信号「Sa」と上記起伏角センサ12からの起伏角信号「Sb」と上記旋回角センサ13からの旋回角信号「Sc」と上記首振り角センサ14からの首振り角信号「Sd」を受けて、現在位置「Ps」として算出されている。
According to the operation apparatus for an aerial work vehicle according to the present invention, the current position and posture of the
この状態において、上記操作レバー7が所要の伸縮操作方向及び回動操作方向へ操作されるとともに上記速度指示手段55によって移動速度が指示されると、上記制御手段25から、上記バケット4を上記現在位置「Ps」から上記伸縮操作信号「Sg」と上記回動操作信号「Sh」に基づいて求められる水平方向における目標移動方向線L3上に仮想的に設定される目標位置「Pe」へ向けて、且つ上記速度信号「Sv」に対応した速度で水平移動させるように上記各駆動部41,42,43,44に制御信号「Q1,Q2,Q3,Q4」が出力され、これによって上記バケット4は平面視における姿勢を維持したまま水平移動される。なお、上記目標位置「Pe」は、上記バケット4の移動に伴って逐次更新されるものである。
In this state, when the
一方、上記状態において、上記操作レバー7が所要の傾動操作方向へ操作されるとともに上記速度指示手段55によって移動速度が指示されると、上記制御手段25から、上記バケット4を上記現在位置「Ps」から上記傾動操作センサ51からの傾動操作信号「Sf」に基づいて求められる垂直方向における目標移動方向線Ld上に仮想的に設定される目標位置「Pe」へ向けて、且つ上記速度信号「Sv」に対応した速度で垂直移動させるように上記伸縮駆動部41と上記起伏駆動部42のそれぞれに制御信号「Q1,Q2」が出力され、上記バケット4が側面視における姿勢を維持したまま垂直移動される。なお、この場合、旋回駆動部43と首振り駆動部44に対する制御信号「Q3,Q4」は出力されない。なお、上記目標位置「Pe」は、上記バケット4の移動に伴って逐次更新されるものである。
On the other hand, in the above state, when the
このように、この発明の高所作業車の操作装置によれば、作業者は、上記伸縮ブーム3の作動と上記バケット4の姿勢の関係を頭に思い描くことなく、単に上記操作レバー7を所要の操作方向へ操作することのみによって、上記バケット4を平面視における姿勢を維持したまま所要方向へ水平移動させ、又は側面視における姿勢を維持したまま所要方向へ垂直移動させることができ、これによって高所作業の的確性及び操作の簡便性が確保され、延いては高所作業車の商品価値が向上するものである。
As described above, according to the operation device for an aerial work vehicle of the present invention, the operator simply needs the operation lever 7 without envisioning the relationship between the operation of the
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
A:高所作業車Zの構成
図1には、本願発明の実施形態に係る操作装置を備えた高所作業車Zの平面視を示しており、また図6には該高所作業車Zの側面視を示している。
A: Configuration of an aerial work vehicle Z FIG. 1 shows a plan view of an aerial work vehicle Z provided with an operating device according to an embodiment of the present invention, and FIG. The side view is shown.
この高所作業車Zは、車両1上に旋回可能に旋回台2を配置し、これを旋回駆動部43(図6参照)により旋回駆動するようになっている。また、上記旋回台2には、基端側ブーム3Aと先端側ブーム3Bからなり伸縮駆動部41(図6参照)によって伸縮駆動される伸縮ブーム3の基端部3aが支点軸5によって起伏可能に連結されるとともに、該伸縮ブーム3は起伏駆動部42(図6参照)によって起伏駆動されるようになっている。
In this aerial work vehicle Z, a
一方、上記伸縮ブーム3の先端部3bには、バケット支持軸6によって上記バケット4が首振り可能に取付けられ、該バケット4は首振り駆動部44によって首振り駆動されるようになっている。なお、上記バケット4は、図示しないレベリング機構によって、上記伸縮ブーム3の起伏角の如何に拘らず常に水平姿勢を維持するように構成されている(図6参照)。
On the other hand, the
また、上記高所作業車Zにおいては、その操作手段として、上記車両1上に配置された車両側操作部20の他に、上記バケット4上に後述のバケット側操作レバー7が備えられている。
Moreover, in the aerial work vehicle Z, a bucket-
上記車両側操作部20は、上記伸縮ブーム3の伸縮操作を行う伸縮操作部16と、該伸縮ブーム3の起伏操作を行う起伏操作部17と、該伸縮ブーム3の旋回操作を行う旋回操作部18、及び上記バケット4の首振り操作を行うバケット操作部19を並置して構成される。なお、これら各操作部16〜19は、共に、傾動操作されるレバーで構成され、その傾動方向によって作動方向(即ち、伸縮方向、起伏方向、旋回方向、首振り方向)を指示し、その傾動量によって作動速度(即ち、伸縮速度、起伏速度、旋回速度、首振り速度)を指示するように構成されている。
The vehicle-
これに対して、上記バケット側操作レバー7は、特許請求の範囲中の「操作レバー7」に該当するものであって、図7に示すように、所定長さのレバー本体71を備えて構成される。なお、このレバー本体71は、基端側部材71aと該基端側部材71aに対して伸縮可能とされた先端側部材71bを備えた伸縮構造とされている。
On the other hand, the bucket-
このバケット側操作レバー7は、その基端部7a(即ち、上記基端側部材71aの基端側)が、水平方向に延設された支持ピン75によって基台74に連結され、該支持ピン75回りに上下方向へ傾動可能とされる。また、上記バケット側操作レバー7は、鉛直方向に延びる鉛直軸「Lc」回りに、上記基台74と一体的に、全周範囲で回動操作が可能とされている。なお、この実施形態では、後述する移動制御において、上記基台74の中心位置を、上記バケット側操作レバー7の「制御基準点」として設定する。
The bucket
さらに、上記バケット側操作レバー7の先端部7b(即ち、上記先端側部材71bの先端側)には握り部72が取付けられており、該バケット側操作レバー7は上記握り部72を把持して、これを軸方向の両方向(この実施形態では、上記レバー本体71を伸長させる方向を「前方」、これを縮小させる方向を「後方」としている)へ進退させる伸縮操作と、「上げ側」あるいは「下げ側」への傾動操作、及び上記鉛直軸「Lc」回りにおける右側あるいは左側への回動操作が、それぞれ行われる。
Further, a
そして、上記バケット側操作レバー7には、該バケット側操作レバー7の傾動操作方向(移動方向に対応する)を検出してこれを傾動操作信号として出力するための傾動操作センサ51と、伸縮操作方向を検出してこれを伸縮操作信号として出力するための伸縮操作センサ52と、回動操作方向を検出してこれを回動操作信号として出力するための回動操作センサ53が備えられる。
The bucket
なお、この実施形態では、後述のように、上記バケット4の移動速度を指示するための移動速度指示手段として、油圧系駆動用エンジンのアクセル55(図2参照)を利用するように構成しているが、本願の他の実施形態においては、上記移動速度指示手段として上記バケット側操作レバー7を利用することもできる。例えば、上記バケット側操作レバー7の伸縮操作量を水平移動の移動速度信号として、また傾動操作量を垂直移動の移動速度信号として利用し、さらに上記バケット側操作レバー7の握り部72を上記レバー本体71の軸心回り(矢印U−V方向)に捩り操作可能に構成し、この握り部72の捩り操作量を上記バケット4の首振り速度として利用することができる。
In this embodiment, as will be described later, the accelerator 55 (see FIG. 2) of the hydraulic system driving engine is used as the moving speed instruction means for instructing the moving speed of the
また、上記バケット側操作レバー7の上記握り部72の外端面上には、押しボタン73が備えられている。この押しボタン73は、これを押込操作することで、上記バケット側操作レバー7の傾動操作及び伸縮操作に基づいて上記傾動操作センサ51及び伸縮操作センサ52から出力される操作信号を無効とし、該バケット側操作レバー7の回動操作に基づく操作信号のみを有効とするように機能するものである。即ち、上記バケット側操作レバー7の操作に基づく作動状態下であっても、上記押しボタン73が操作されると、上記伸縮ブーム3の伸縮動及び起伏動は規制され、該バケット側操作レバー7の回動操作に基づく上記バケット4の首振り動のみが有効とされ、該バケット4を単独で首振りさせることができるものである。
A
一方、上記高所作業車Zには、現時点における上記伸縮ブーム3及びバケット4の状態を把握し、制御系にフィードバックをかけるために、図1に示すように、上記伸縮ブーム3の伸縮量を検出して伸縮量信号「Sa」を出力する伸縮量センサ11と、起伏角を検出して起伏量信号「Sb」を出力するための起伏角センサ12と、旋回角を検出して旋回角信号「Sc」を出力するための旋回角センサ13、及び上記バケット4の首振り角度を検出して首振り各信号「Sd」を出力するための首振り角センサ14が備えられている。
B:高所作業車Zの動作形態
この実施形態における上記高所作業車Zでは、上記バケット4の移動形態として、上記車両側操作部20の操作に基づく第1の移動形態と、上記バケット側操作レバー7の操作に基づく第2の移動形態を、作業者が任意に選択できるようになっている。
On the other hand, in order to grasp the state of the
B: Operation form of the aerial work vehicle Z In the aerial work vehicle Z in this embodiment, as the movement form of the
上記第1の移動形態は、上記車両側操作部20の各操作部16〜19のそれぞれを個別に操作して、あるいは幾つかの操作部を同時に操作して行われるが、これら何れの操作によっても、上記バケット4を任意の経路で、任意の位置に移動させることができるものである。
The first movement mode is performed by individually operating each of the
これに対して、上記第2の移動形態では、図4及び図5に示すように上記バケット4を高さ一定で平面視直線状に移動させる「水平移動」と、図6に示すように上記バケット4を一の鉛直線に沿って上下方向へ直線状に移動させる「垂直移動」の二つの移動形態を作業者が任意に選択できるようにしている。
On the other hand, in the second movement mode, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, “horizontal movement” in which the
そして、この第2の移動形態では、これが「水平移動」であっても「垂直移動」であっても、その操作の基本は、上記バケット4に設けられた上記バケット側操作レバー7を使用し、操作開始時点における上記バケット4の平面視における姿勢を維持したまま、該バケット側操作レバー7の操作方向(該バケット側操作レバー7の軸線方向)へ直線的に移動させるものである。なお、この場合の上記バケット4の移動速度は、上記アクセル55の操作量に基づいて制御される。
In the second movement mode, whether the movement is “horizontal movement” or “vertical movement”, the operation is performed using the bucket-
即ち、図4に示す「水平移動」は、上記バケット側操作レバー7のレバー方向線L3が、現時点における上記バケット4のバケット方向線L2と平行となるように引き操作(即ち、前方側へ操作)された例であって、この場合には、上記バケット4がその平面視における姿勢を維持したまま(即ち、上記バケット方向線L2に沿って)、現在位置(符号4sで示すバケット位置)から目標位置(符号4eで示すバケット位置であって、上記レバー方向線L3上に仮想的に設定される一点である)まで同一高さで直線移動するものである。なお、この水平移動においては、上記伸縮ブーム3の伸縮動と旋回動、及び上記バケット4の首振り動が相互に連関して実行される。
That is, in the “horizontal movement” shown in FIG. 4, the pulling operation (that is, the operation to the front side) is performed so that the lever direction line L3 of the bucket
図5に示す「水平移動」は、上記バケット側操作レバー7のレバー方向線L3が、現時点における上記バケット4のバケット方向線L2と異なる方向へ向けて引き操作(即ち、前方側へ操作)された例であって、この場合には、上記バケット4がその平面視における姿勢を維持したまま(即ち、上記バケット方向線L2の平面視における方向を維持したまま)、現在位置(符号4sで示すバケット位置)から目標位置(符号4eで示すバケット位置であって、上記レバー方向線L3上に仮想的に設定される一点である)まで、上記レバー方向線L3に沿って同一高さで直線移動するものである。なお、この水平移動においても、上記伸縮ブーム3の伸縮動と旋回動、及び上記バケット4の首振り動が相互に連関して実行される。
In the “horizontal movement” shown in FIG. 5, the lever direction line L3 of the bucket
図6に示す「垂直移動」は、上記伸縮ブーム3の水平倒伏状態において上記バケット側操作レバー7が上げ方向(バケット4の上昇方向)に操作された例であって、この場合には、上記バケット4がその側面視における姿勢(水平姿勢)を維持したまま、現在位置(符号4sで示すバケット位置)から目標位置(符号4eで示すバケット位置であって、鉛直線Ld上に仮想的に設定される一点である)まで垂直直線移動するものである。なお、この垂直移動においては、上記伸縮ブーム3の伸縮動と起伏動が相互に連関して実行される。
C:作動制御の基本思想
ここで、上記バケット側操作レバー7の操作に基づく上記高所作業車Zの作動制御の基本思想を、図1、図3及び図6を参照して説明する。
The “vertical movement” shown in FIG. 6 is an example in which the bucket-
C: Basic Idea of Operation Control Here, the basic idea of the operation control of the aerial work vehicle Z based on the operation of the bucket
先ず、図1において、平面視における上記伸縮ブーム3と上記バケット4及び上記バケット側操作レバー7の相対関係を説明する。
First, in FIG. 1, the relative relationship between the
上記伸縮ブーム3は、車両1の車長方向線L1aに対して側方へ角度「θ1」だけ旋回した位置にある。この角度「θ1」は、上記旋回角センサ13によって検出される。従って、この伸縮ブーム3の旋回位置を、車幅方向線L1bを基準に考えれば、該車幅方向線L1bから角度「θc=(90°−θ1)」の位置となり、この角度「θc」は演算によって求められる。
The
上記バケット4の上記伸縮ブーム3のブーム中心線L0に対する首振り角度「θ2」は、上記首振り角センサ14によって検出される。従って、上記バケット4の、上記バケット支持軸6を通り且つ上記車幅方向線L1bに平行な首振り基準線L5に対する首振り角度「θ4」は、「θc−θ2」として演算にて求められる。
The swing angle “
上記バケット側操作レバー7の、上記バケット4のバケット方向線L2に平行なレバー基準線Lbに対する旋回操作角「θ3」は、上記回動操作センサ53によって検出される。従って、上記バケット側操作レバー7の上記首振り基準線L5に対する操作角度「θB」は、「180−(θ3−θ4)」として演算により求められる。この旋回操作角度「θB」が、平面視における上記バケット4の移動方向を指示することになる。
A turning operation angle “θ3” of the bucket
一方、図6において、上記バケット側操作レバー7が「上げ方向」へ操作された場合、その移動量は、上記アクセル55の操作量に基づく移動速度に対応することになる。従って、図6において、上記バケット4がその現在位置(符号4sで示す位置)から目標位置(符号4eで示す位置)まで移動した場合の起伏角度「θd」は、演算にて求められるものではなく、起伏動の結果として、上記起伏角センサ12によって検出されるものである。
On the other hand, in FIG. 6, when the bucket
次に、図3を参照して、実際に上記バケット4を水平移動あるいは垂直移動させる場合における上記伸縮ブーム3の伸縮、起伏及び旋回の各動作間の関係を説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the relationship between the expansion / contraction, undulation and turning operations of the
先ず、図3においては、上記伸縮ブーム3の移動開始時点における状態を、符号「BLs」で示している。即ち、上記伸縮ブーム3は、車長方向線L1aに対する旋回角「θ1」で、且つ起伏角「θds」の位置にあり、このときの上記バケット側操作レバー7の制御基準点(即ち、上記基台74の中心点)の極座標上の位置(即ち、現在位置「Ps」)は「Xs,Ys,Zs」とされる。
First, in FIG. 3, a state at the time of starting the movement of the
この現在位置「Ps」からの水平移動は、以下のように行なわれる。即ち、現在位置「Ps」において、水平移動を行なうべく上記バケット側操作レバー7が操作角度「θB」に操作されたとすると、上記制御基準点は上記操作角度「θB」の方向へ高さ一定で直線移動し、上記伸縮ブーム3は符号「BLe1」で示すブーム長さで、角度「θn」だけ旋回し、且つ角度「θds−θde1」だけ倒伏した状態とされ、その目標位置「Pe1」での上記制御基準点の極座標上の位置は「Xe,Ye,Ze」となる。
The horizontal movement from the current position “Ps” is performed as follows. That is, if the bucket-
一方、現在位置「Ps」からの垂直移動は、以下のように行なわれる。即ち、現在位置「Ps」において制御基準点が極座標上の「Xs,Ys,Zs」であり、ブーム長さ「BLs」で起伏角「θds」であった伸縮ブーム3が、起仰動と伸長動によって、ブーム長さが「BLs」から「BLe2」に、起伏角が「θds」から「θde2」に変化して目標位置「Pe2」においてその制御基準点が極座標上の「Xe,Ye,Ze」に到達するものである。
On the other hand, the vertical movement from the current position “Ps” is performed as follows. That is, at the current position “Ps”, the control reference point is “Xs, Ys, Zs” on the polar coordinates, and the
以上のように、水平移動においても、垂直移動においても、現在位置「Ps」の極座標上の位置は、現在位置「Ps」における上記伸縮ブーム3の起伏角度「θds(θds1,θds2)」と伸縮長さ「BLs(BLs1,BLs2)」によって、また目標位置「Pe1,Pe2」の極座標上の位置は、目標位置「Pe1,Pe2」における上記伸縮ブーム3の起伏角度「θde(θde1,θde2)」と伸縮長さ「BLe(BLe1,BLe2)」によって、規定されることになる。そして、このような水平移動と垂直移動は、共に次述の制御系によって実現される。以下、図2を参照して制御系を具体的に説明する。
D:制御系の構成
制御系は、図2に示すように、センサ群10とバケット側操作レバー7と車両側操作部20と制御手段25と駆動部群40及びアクセル55で構成される。
As described above, in both horizontal movement and vertical movement, the position of the current position “Ps” on the polar coordinates is the same as the undulation angle “θds (θds1, θds2)” of the
D: Configuration of Control System As shown in FIG. 2, the control system includes a
上記センサ群10は、上述のように、上記伸縮ブーム3側に備えられた上記伸縮量センサ11と起伏角センサ12及び旋回角センサ13と、上記バケット4側に備えられた上記首振り角センサ14で構成され、これら各センサ11〜14の検出信号は後述する制御手段25の現在位置算出手段21と移動量算出手段23にそれぞれ入力される。
As described above, the
上記バケット側操作レバー7には、上述のように、傾動操作センサ51と伸縮操作センサ52と回動操作センサ53が備えられ、これら各センサ51〜53からの操作信号は後述する制御手段25の目標位置算出手段22に入力される。さらに、上記目標位置算出手段22には、上記現在位置算出手段21から上記バケット4の現在位置に関する信号が入力される。
As described above, the bucket-
さらに、上記バケット側操作レバー7には、上記押しボタン73が備えられ、該押しボタン73の操作信号は、上記制御手段25の移動量算出手段23に入力される。なお、上述のように、上記バケット側操作レバー7の握り部72の捩り量によって上記バケット4の移動速度を指示する構成とする場合には、捩り量センサ54の検出信号が速度信号として上記移動量算出手段23に入力される。
Further, the bucket
上記車両側操作部20は、上述のように、上記伸縮操作部16と起伏操作部17と回動操作部18及び上記バケット操作部19を備えて構成され、これらの操作信号は上記制御手段25の制御信号算出手段24に入力される。
As described above, the vehicle-
上記駆動部群40は、上述のように、上記伸縮駆動部41と起伏駆動部42と旋回駆動部43及び首振り駆動部44を備えて構成され、これらによって上記高所作業車Zが適宜駆動される。
As described above, the
上記制御手段25は、次述する現在位置算出手段21と目標位置算出手段22と移動量算出手段23及び制御信号算出手段24を備えて構成される。
The control unit 25 includes a current
上記現在位置算出手段21は、上記センサ群10の伸縮量センサ11からの検出信号「Sa」と起伏角センサ12からの検出信号「Sb」と旋回角センサ13からの検出信号「Sc」及び首振り角センサ14からの検出信号「Sd」を受けて、上記バケット4を水平移動あるいは垂直移動させる場合の現在位置「Ps」における上記制御基準点の極座標上の位置「Xs,Ys,Zs」を算出し、これを次述の目標位置算出手段22に出力する。なお、この現在位置算出手段21における上記極座標上の位置「Xs,Ys,Zs」の算出手法は既述の通りである。
The current position calculation means 21 includes a detection signal “Sa” from the expansion /
上記目標位置算出手段22は、上記現在位置算出手段21からの現在位置「Xs,Ys,Zs」のほかに、上記バケット側操作レバー7に備えられた傾動操作センサ51からの傾動操作信号「Sf」と伸縮操作センサ52からの伸縮操作信号「Sg」及び回動操作センサ53からの回動操作信号「Sh」を受けて、上記バケット4を現在位置「Ps」から水平移動あるいは垂直移動させる場合の目標位置「Pe」における上記制御基準点の極座標上の位置「Xe,Ye,Ze」を算出し、これを移動量算出手段23に出力する。なお、上記目標位置「Pe」は、上記バケット4の移動に伴って逐次更新されるものであって、上記目標位置算出手段22における上記極座標上の位置「Xe,Ye,Ze」の算出手法は既述の通りである。
In addition to the current position “Xs, Ys, Zs” from the current position calculation means 21, the target position calculation means 22 includes a tilt operation signal “Sf” from a
上記移動量算出手段23は、上記目標位置算出手段22からの目標位置「Pe」における制御基準点の極座標上の位置「Xe,Ye,Ze」と、上記首振り角センサ14からの現在位置における上記バケット4の首振り角度信号「Sd」を受けて、水平移動又は垂直移動によって上記制御基準点を現在位置「Ps」から目標位置「Pe」へ移動させるに必要な上記伸縮ブーム3の伸縮移動量「Xa1」と起伏移動量「Xa2」と旋回移動量「Xa3」及び上記バケット4の首振り移動量「Xa4」をそれぞれ算出し、これを次述の制御信号算出手段24へ出力する。
The movement amount calculation means 23 is the position “Xe, Ye, Ze” on the polar coordinates of the control reference point at the target position “Pe” from the target position calculation means 22 and the current position from the
なお、上記移動量算出手段23には、上記押しボタン73の操作信号「Sk」が入力されるようになっており、該押しボタン73から該操作信号「Sk」が入力されたときには、上記バケット側操作レバー7の旋回操作に基づく首振り移動量「Xa4」のみが出力され、これによって上記バケット4の単独での首振り動が実現されることは既述の通りである。
The movement amount calculation means 23 receives the operation signal “Sk” of the
また、上記移動量算出手段23には、上記センサ群10の伸縮量センサ11と起伏角センサ12と旋回角センサ13及び首振り角センサ14からの各検出信号「Sa」、「Sb」、「Sc」、「Sd」が直接に入力されるが、これらの入力信号は上記伸縮ブーム3の伸縮量、起伏量及び旋回量、及び上記バケット4の首振り量のフィードバック制御に用いられるものである。
Further, the movement amount calculation means 23 includes the detection signals “Sa”, “Sb”, “from the expansion /
上記制御信号算出手段24には、上記移動量算出手段23から出力される伸縮ブーム3の伸縮、起伏、旋回及び上記バケット4の首振りの各移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」(説明の便宜上、「第1の移動量」という)と、上記車両側操作部20の伸縮操作部16と起伏操作部17と旋回操作部18とバケット操作部19からそれぞれ出力される伸縮ブーム3の伸縮、起伏、旋回及び上記バケット4の首振りの各移動量「Xb1,Xb2,Xb3,Xb4」(説明の便宜上、「第2の移動量」という)がそれぞれ入力される。
The control signal calculation means 24 includes the movement amounts “Xa1, Xa2, Xa3, Xa4” of the expansion / contraction, undulation, turning and swinging of the
そして、上記制御信号算出手段24では、上記移動量算出手段23側からの上記バケット側操作レバー7の操作に基づく上記第1の移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」が、上記車両側操作部20側からの第2の移動量「Xb1,Xb2,Xb3,Xb4」に優先され、上記第1の移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」が入力されている場合には、例え同時に第2の移動量「Xb1,Xb2,Xb3,Xb4」が入力されたとしても、上記第1の移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」を確保するために必要とされる伸縮駆動部41の制御信号「Q1」と、起伏駆動部42の制御信号「Q2」と、旋回駆動部43の制御信号「Q3」、及び首振り駆動部44の制御信号「Q4」をそれぞれ出力する。
Then, in the control signal calculation means 24, the first movement amount “Xa1, Xa2, Xa3, Xa4” based on the operation of the bucket
これに対して、上記第1の移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」が入力されていない場合には、上記第2の移動量「Xb1,Xb2,Xb3,Xb4」が入力されると、該第2の移動量「Xb1,Xb2,Xb3,Xb4」を確保するために必要とされる伸縮駆動部41の制御信号「Q1」と、起伏駆動部42の制御信号「Q2」と、旋回駆動部43の制御信号「Q3」、及び首振り駆動部44の制御信号「Q4」をそれぞれ出力する。
E:実際の作動制御の説明
ここで、上記制御系における水平移動又は垂直移動の実際の制御を、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。
On the other hand, when the first movement amount “Xa1, Xa2, Xa3, Xa4” is not input, when the second movement amount “Xb1, Xb2, Xb3, Xb4” is input, The control signal “Q1” of the expansion /
E: Description of Actual Operation Control Here, actual control of horizontal movement or vertical movement in the control system will be described based on the flowchart shown in FIG.
制御開始後、先ず、ステップS1において、バケット側操作レバー7が操作されているか否かが判断される。
After the start of control, first, in step S1, it is determined whether or not the bucket
ここで、バケット側操作レバー7が操作されていると判断される場合には、ステップS2において、センサ群10の各センサの出力を読み込む。即ち、現在のブーム長さ「Sa」、ブーム起伏角「Sb」、ブーム旋回角「Sc」、及びバケット4の首振り角「Sd」を読み込む。
Here, when it is determined that the bucket
次に、ステップS3において、バケット側操作レバー7の操作状態を、該バケット側操作レバー7に備えられた各センサ51〜53から読み込む。即ち、バケット側操作レバー7の傾倒操作信号「Sf」と伸縮操作信号「Sg」と回動操作信号「Sh」を読み込む。
Next, in step S <b> 3, the operation state of the bucket
次に、ステップS4において、上記バケット側操作レバー7に設けられた押しボタン73が操作されたか否かが判断される。ここで、押しボタン73は操作されていないと判断された場合、即ち、バケット4の首振り動作の単独操作を望まず、上記バケット側操作レバー7の操作に基づく水平移動あるいは垂直移動を意図していると判断される場合には、先ず、ステップS5において、上記バケット側操作レバー7の各センサ51〜53からの操作信号に基づいて、上記バケット4側の制御基準点の現在位置、即ち、移動制御開始時点における上記制御基準点の極座標上の位置「Xs,Ys,Zs」を演算にて求める。なお、この現在位置の算出手法は既述の通りである。
Next, in step S4, it is determined whether or not the
さらに、ステップS6において、上記現在位置算出手段21からの現在位置「Xs,Ys,Zs」と、上記バケット側操作レバー7の各センサ51〜53からの操作信号に基づいて、目標位置、即ち、目標とすべき移動線上に仮想的に設定され且つ上記バケット4の移動に伴って逐次更新される上記制御基準点の極座標上の位置「Xs,Ys,Zs」を演算にて求める。なお、この目標位置の算出手法は既述の通りである。
Furthermore, in step S6, based on the current position “Xs, Ys, Zs” from the current position calculation means 21 and the operation signals from the
次に、ステップS7において、上記目標位置算出手段22からの上記目標位置「Xs,Ys,Zs」に基づいて、目標とすべき上記伸縮ブーム3の伸縮、起伏及び旋回の各移動量「Xa1」,「Xa2」,「Xa3」と、上記バケット4の目標とすべき首振り量「Xa4」を演算により算出する。
Next, in step S7, based on the target position “Xs, Ys, Zs” from the target position calculation means 22, each movement amount “Xa1” of the expansion / contraction, undulation and turning of the
そして、ステップS8においては、算出された上記各移動量「Xa1」,「Xa2」,「Xa3」,「Xa4」に基づいて、伸縮駆動部41と起伏駆動部42と旋回駆動部43及び首振り駆動部44のそれぞれについて制御信号「Q1」,「Q2」,「Q3」,「Q4」を算出し、これを上記各駆動部41〜44へ出力し、該各駆動部41〜44をそれぞれ作動させる。しかる後、制御をリターンさせる。従って、上記バケット側操作レバー7の操作が停止されるまで、上記一連の制御が繰り返され、上記バケット4の上記バケット側操作レバー7の操作に対応した水平移動あるいは垂直移動(即ち、上記「第2の移動形態」)が実現される。
In step S8, based on the calculated movement amounts “Xa1”, “Xa2”, “Xa3”, and “Xa4”, the expansion /
なお、上記バケット側操作レバー7の操作が停止されることで、該バケット側操作レバー7の操作に基づく水平移動あるいは垂直移動が停止されるのであって、たとえ上記バケット側操作レバー7の操作が停止されたとしても、上記車両側操作部20が操作されていれば、引き続き該車両側操作部20の操作に基づく作動制御(即ち、上記「第1の作動形態」)が実行されることは後述のとおりである(ステップS12〜14参照)。
In addition, when the operation of the bucket
一方、ステップS4において、押しボタン73が操作されている、と判断された場合には、ステップS9において、回動操作センサ53からの回動操作信号「Sh」を受けてバケット4の首振り量「Xa4」が算出され、さらにこの首振り量「Xa4」に基づいて、ステップS10においては首振り駆動部44の制御信号が算出され、上記バケット4が首振り駆動される。
On the other hand, when it is determined in step S4 that the
また、ステップS1において、バケット側操作レバー7は操作されていない、と判断された場合には、さらにステップS11において、車両側操作部20での操作が行われたか否かが判断される。ここで、車両側操作部20は操作されていないと判断される場合(即ち、上記バケット側操作レバー7の操作も上記車両側操作部20の操作もなされていないと判断される場合)には、そのまま制御をリターンするが、車両側操作部20が操作されていると判断された場合には、該車両側操作部20の操作に基づく制御に移行する。
If it is determined in step S1 that the bucket
即ち、先ず、ステップS12において、上記車両側操作部20の各操作部、即ち、伸縮操作部16と起伏操作部17と旋回操作部18及びバケット操作部19の操作に基づく操作信号「Xb1」,「Xb2」,「Xb3」,「Xb4」を読み込む。
That is, first, in step S12, an operation signal “Xb1” based on the operation of each operation unit of the vehicle
さらに、ステップS13では、上記操作信号「Xb1」,「Xb2」,「Xb3」,「Xb4」に基づいて、伸縮駆動部41と起伏駆動部42と旋回駆動部43及び首振り駆動部44のそれぞれについて制御信号「Q1」,「Q2」,「Q3」,「Q4」を算出し、これを上記各駆動部41〜44へ出力し、該各駆動部41〜44をそれぞれ作動させる。
Further, in step S13, based on the operation signals “Xb1”, “Xb2”, “Xb3”, “Xb4”, the expansion /
この駆動制御は、上記操作部16〜19の全ての操作が終了するまで継続され、これらの操作の終了時点で、制御をリターンさせる。
This drive control is continued until all the operations of the
以上の制御によって、上記高所作業車Zの上記車両側操作部20側の各操作部16〜19の操作に基づく「第1の作動形態」での作動制御が実現される。
With the above control, the operation control in the “first operation mode” based on the operations of the
1 ・・車両
2 ・・旋回台
3 ・・伸縮ブーム
4 ・・バケット
5 ・・支点軸
6 ・・バケット支持軸
7 ・・吊ワイヤ
11 ・・伸縮量センサ
12 ・・起伏角センサ
13 ・・旋回角センサ
14 ・・首振り角センサ
15 ・・操作レバー方向センサ
16 ・・伸縮操作部
17 ・・起伏操作部
18 ・・旋回操作部
19 ・・バケット操作部
21 ・・現在位置算出手段
22 ・・目標位置算出手段
23 ・・移動量算出手段
24 ・・制御信号算出手段
25 ・・制御手段
41 ・・伸縮駆動部
42 ・・起伏駆動部
43 ・・旋回駆動部
44 ・・首振り駆動部
51 ・・傾動操作センサ
52 ・・伸縮操作センサ
53 ・・回動操作センサ
54 ・・捩り量センサ
55 ・・アクセル(移動速度指示手段)
71 ・・レバー本体
72 ・・握り部
73 ・・押しボタン
74 ・・基台
75 ・・支持ピン
Z ・・高所作業車
DESCRIPTION OF
71 ··
Claims (2)
上記伸縮ブーム(3)の伸縮量を検出する伸縮量センサ(11)と、
該伸縮ブーム(3)の起伏角を検出する起伏角センサ(12)と、
該伸縮ブーム(3)の旋回角を検出する旋回角センサ(13)と、
上記バケット(4)の首振り角を検出する首振り角センサ(14)と、
上記バケット(4)に配置された操作レバー(7)であって、上下方向に傾動可能で且つ軸方向に伸縮可能とされるとともに鉛直軸(Lc)回りに回動可能とされた操作レバー(7)と、
上記操作レバー(7)の傾動操作に伴う傾動操作方向を検出して傾動操作信号「Sf」を出力する傾動操作センサ(51)と、
上記操作レバー(7)の伸縮操作に伴う伸縮操作方向を検出して伸縮操作信号「Sg」を出力する伸縮操作センサ(52)と、
上記操作レバー(7)の回動操作に伴う回動操作方向を検出して回動操作信号「Sh」を出力する回動操作センサ(53)と、
上記伸縮量センサ(11)からの伸縮量信号「Sa」と上記起伏角センサ(12)からの起伏角信号「Sb」と上記旋回角センサ(13)からの旋回角信号「Sc」と上記首振り角センサ(14)からの首振り角信号「Sd」を受けて現在の上記バケット(4)の位置及び姿勢を現在位置「Ps」として算出する現在位置算出手段(21)と、
上記バケット(4)の移動速度を指示する速度指示手段(55)と、
上記速度指示手段(55)からの速度信号「Sv」と上記伸縮操作センサ(52)からの伸縮操作信号「Sg」と上記回動操作センサ(53)からの回動操作信号「Sh」を受けて上記バケット(4)を上記現在位置「Ps」から、上記速度信号「Sv」に対応した速度で且つ上記伸縮操作信号「Sg」と上記回動操作信号「Sh」に基づいて求められる水平方向における目標移動方向線(L3)上に仮想的に設定される目標位置「Pe」へ向けて水平移動させ、又は上記速度指示手段(55)からの速度信号「Sv」と上記傾動操作センサ(51)からの傾動操作信号「Sf」を受けて上記バケット(4)を上記現在位置「Ps」から、上記速度信号「Sv」に対応した速度で且つ上記傾動操作信号「Sf」に基づいて求められる垂直方向における目標移動方向線(Ld)上に仮想的に設定される目標位置「Pe」へ向けて垂直移動させるように、上記各駆動部(41),(42),(43),(44)に制御信号「Q1,Q2,Q3,Q4」を出力する制御手段(25)を備えたことを特徴とする高所作業車の操作装置。 A swivel base (2) is disposed on the vehicle (1) so as to be turnable, and the swivel base (2) is swiveled by a swivel drive part (43) and is telescopically driven by a telescopic drive part (41). 3) is arranged on the swivel base (2) so as to be able to be raised and lowered, and the telescopic boom (3) is driven to rise and fall by the hoisting drive part (42), while a bucket is swingable at the tip of the telescopic boom (3). In an aerial work vehicle in which (4) is arranged and the bucket (4) is driven to swing by the swing drive unit (44),
An expansion / contraction sensor (11) for detecting the expansion / contraction amount of the telescopic boom (3);
A hoisting angle sensor (12) for detecting the hoisting angle of the telescopic boom (3);
A turning angle sensor (13) for detecting a turning angle of the telescopic boom (3);
A swing angle sensor (14) for detecting the swing angle of the bucket (4);
An operation lever (7) disposed in the bucket (4), wherein the operation lever is tiltable in the vertical direction and can be expanded and contracted in the axial direction, and is rotatable about the vertical axis (Lc). 7) and
A tilt operation sensor (51) for detecting a tilt operation direction associated with the tilt operation of the operation lever (7) and outputting a tilt operation signal “Sf”;
An expansion / contraction operation sensor (52) for detecting an expansion / contraction operation direction accompanying the expansion / contraction operation of the operation lever (7) and outputting an expansion / contraction operation signal “Sg”;
A rotation operation sensor (53) for detecting a rotation operation direction associated with the rotation operation of the operation lever (7) and outputting a rotation operation signal “Sh”;
The expansion / contraction amount signal “Sa” from the expansion / contraction amount sensor (11), the undulation angle signal “Sb” from the undulation angle sensor (12), the turning angle signal “Sc” from the turning angle sensor (13), and the neck Current position calculation means (21) for receiving the swing angle signal “Sd” from the swing angle sensor (14) and calculating the current position and orientation of the bucket (4) as the current position “Ps”;
Speed instruction means (55) for instructing the moving speed of the bucket (4);
The speed signal “Sv” from the speed instruction means (55), the expansion / contraction operation signal “Sg” from the expansion / contraction operation sensor (52), and the rotation operation signal “Sh” from the rotation operation sensor (53) are received. In the horizontal direction, the bucket (4) is obtained from the current position “Ps” at a speed corresponding to the speed signal “Sv” and based on the expansion / contraction operation signal “Sg” and the rotation operation signal “Sh”. Is moved horizontally toward the target position “Pe” virtually set on the target movement direction line (L3), or the speed signal “Sv” from the speed instruction means (55) and the tilt operation sensor (51 ) To obtain the bucket (4) from the current position “Ps” at a speed corresponding to the speed signal “Sv” and based on the tilt operation signal “Sf”. Vertical direction The drive units (41), (42), (43), (44) are moved vertically to the target position “Pe” virtually set on the target movement direction line (Ld). An operating device for an aerial work vehicle comprising control means (25) for outputting a control signal "Q1, Q2, Q3, Q4".
上記制御手段(25)は、上記現在位置「Ps」における上記操作レバー(7)の極座標上の点「Xs,Ys,Zs」と、仮想的に設定される上記目標位置「Pe」の極座標上の点「Xe,Ye,Ze」に基づいて上記各駆動部(41),(42),(43),(44)の各移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」を算出し、さらに該各移動量「Xa1,Xa2,Xa3,Xa4」に対応する制御信号「Q1,Q2,Q3,Q4」を算出する構成であることを特徴とする高所作業車の操作装置。 In claim 1,
The control means (25) is arranged on the polar coordinates of the point "Xs, Ys, Zs" on the polar coordinates of the operation lever (7) at the current position "Ps" and the target position "Pe" set virtually. The movement amounts “Xa1, Xa2, Xa3, Xa4” of the drive units (41), (42), (43), (44) are calculated based on the points “Xe, Ye, Ze” of An operating device for an aerial work vehicle, characterized in that the control signal “Q1, Q2, Q3, Q4” corresponding to each movement amount “Xa1, Xa2, Xa3, Xa4” is calculated.
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