JP5854992B2 - 操作装置及びその操作装置を備える移動装置 - Google Patents
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Description
上記構成によれば、外部筐体の内側に内部筐体を収容する構成としたから、操作者は外部筐体を回動するだけで、内側にある内部筐体との相対的回動変位により、移動方向の変更の変更を行うことができる。このため、操作者にとって、東西南北等の正確な方位の「確認を要することなく、操作する人の感覚的に基づく動作で、物体の移動方向の変更操作を可能にすることができ、移動方向の変更が容易で解り易い。しかも、筐体を二つ有しながら、これを長さ方向もしくは縦方向に連結することがないため、これにより、重量バランスに優れた操作装置を得ることができる。
さらに、外側と内側の各筐体の相対的回動変位を検出すれば、移動方向が変更できるので、ロータリエンコーダ等の複雑で高価で、しかも重量のある部品を搭載しないで済む利点がある。
加えて、内部筐体に収容される電気・電子部品は、二重の筐体の覆われることになり、防水性、防塵性が格段に向上する。
上記構成によれば、操作者自身にあっては、自己が操作する際に前記走行体が向かう方向について、光スポットによりをあらためて報知されるので、報知内容を確認しながら安心して安全な操作を行うことができるとともに、前記走行体や前記走行体による物体の移動方向の先や周囲にいる人間(操作者の周囲の人間)に注意を払うことができるので、事故の発生を未然に防ぐことができる。また、その周囲の人間にあっては、表示部による表示を確認せずとも報知部の報知により前記走行体の向かう方向、即ち移動される物体が向かう方向を知ることができ、前記走行体や物体の接近による身の危険を早期に察知することができる。
しかも、放置手段が光スポットであるから、操作装置から照射される光により、操作者が操作装置により指示した前記走行体や前記走行体による物体の移動方向が照らし出されるので、操作者及び周囲の人間は当該移動方向を視覚的に又は直感的に認識できる。
上記構成によれば、前記表示部が作業空間内の高い位置に配置するので、作業空間内を移動する物体、作業空間内の設置物などにより、前記表示部を眺める操作者及び/又は周囲の人間の視界が遮られることがないので、作業員は迅速・確実、且つ安全にそれぞれの作業を行うことができる。特に、前記表示部がY方向レール上を走行する走行体に配置されているので、操作者及び/又は周囲の人間は、走行体とともに移動する表示部から物体の移動方向や駆動装置の挙動を知認識又は予測することができるので、自己又は周囲の人間と移動している物体との位置関係や距離感覚を直観的に容易に把握することができる。
なお、ボタン部材は、物体の移動を駆動する駆動装置の動作の指示に関する入力を行うための入力部(第4の形態)の典型例である。
なお、外套部材を筐体の胴回りに回動可能に取り付けて、筐体及び外套部材を、それぞれ、従来の操作装置における第1及び第2(又は第2及び第1)の装置要素の筐体として取り扱うも場合には、外套部材と筐体との間に形成される隙間が問題になるが、このような隙間が形成されないように構成できるので、従来の装置よりもより高い防塵性又は防水性を実現することができる(後述)。
本発明において「入力部」とは、検知部に対して、物体の移動を駆動する駆動装置の動作の指示に関する入力を行う機能を有する部材、部品等を意味し、既述のとおり、押しボタンのボタン、タッチパネルのパネル面などに代表されるボタン部材がその典型例である。検知部と入力部との組み合わせにより、操作装置を用いて物体の移動を駆動する駆動装置の動作の指示を操作者が行うための操作スイッチが構成される場合がある。本発明の形態にもよるが、このような操作スイッチも「検知部」に含まれる。
また、以下において、一個のみの検知部と区別するために、複数個又は二個以上の検知部の集合を「検知部群」と表現する場合があるが、「検知部群」は検知部が複数個ある外観を有するものである必要はない。一見、一個の検知部であっても、実質的に、検知部が複数個あるのと同等の機能を果たすもの(例えば、複数個の感圧素子が面分布してなる検知部、そのような検知部を一つの単位としてそれが複数個配列して構成される検知部など)であれば、当該一個の検知部は「検知部群」に該当する。
以下、この発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。その際、必要に応じて図表を参照しつつ説明するが、各図表において同じ部分又は相当する若しくは共通する部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
即ち、走行体9は走昇降機であり、走行体9に巻き上げられる支持ワイヤロープ6の先端に移動体としてのフック7を固定して構成されている。
ここで、撓みはするが捩れない通信ケーブル8は、撓みはするが捩れないケーブルチューブ内に通信線を内蔵して操作装置3と電気的に接続されている。「撓みはするが捩れないケーブルチューブ」としては、具体的には、例えばJIS−C8309に規定される金属製可とう電線管及び樹脂被覆金属製可とう電線管があり、例えば株式会社三桂製作所製の商品名プリカチューブ或いは防水プリカチューブを用いることができる。
図1および図2では、表示部100は方向表示装置として構成されており、平面的な表示パネルとして示されているが、後述するように、広く視認範囲を確保するために、他の形状を採用することもできる。表示部110は、走行体9が操作装置3からの指令により走行する際に向かう方向をできるだけ大きな文字や記号で広範囲に存在する人に視認させるものである。表示部100の方向報知の手法には光や音、カラー表示による色違いの表示、文字等が適宜選択される。
本実施形態では、図2から理解されるように、走行体9である巻上げ機本体17の上面に、ステー101を固定し、該ステー101に表示部100を、その表示面103を下に向けて取り付けている。なお、符号102は表示部100の駆動回路である。
表示部100を広い施設内に設置された天井クレーンに適用する場合には、走行体9にこれを設置するより、即ちクレーンガーダ10に設置するのが好ましく、グレーンガータ4の長さ方向の中央付近に固定するのがより好ましい。広い施設内で移動する走行体9とともに移動する表示部100を眼で追い続けるのは危険であり、表示部100を定位置に固定しておく方が却って危険が少ないからである。
また、複数の表示部100は、管理室以外にも、工場の天井、工場の柱、工場の壁面等、操作装置3以外の外面以外のあらゆる場所、即ち、操作者の周囲の人間に視認され得るあらゆる場所に設置可能である。
さらに、表示部の表示内容は、形状や色だけでなく、これに替え、これに加えて、音声でクレーンの走行体9の走行方向を知らせるガイド部を設けて操作者やその周囲の人間の聴覚を通じてその情報を知らせるようにすることもできる。
表示部100の詳しい構成例は後述する。
<要部構成>
この図に示されるように、移動装置1は、駆動装置2とこれを操作するための操作装置3を備えている。駆動装置2は、駆動モータ4とこれを制御するモータ駆動制御装置5を備えている。駆動モータ4は、X軸モータ41、Y軸モータ42及びZ軸モータ43を備えており、物体の3次元移動の駆動力源となる。モータ駆動制御装置5は、X軸モータ41とY軸モータ42とに駆動信号を与えるインバータ又はコンタクタ51と、Z軸モータ43に駆動信号を与えるインバータ又はコンタクタ52と、インバータ又はコンタクタ51とインバータ又はコンタクタ52を制御するマイクロコンピュータ53とを備えている。マイクロコンピュータ53は、操作装置3からの操作信号が伝達される入力端部54を備えている。
電源6は、操作装置3、駆動モータ4(X軸モータ41、Y軸モータ42及びZ軸モータ43)、モータ駆動制御装置5などの動作に必要な電力を供給する。図3の電源6は操作装置3筐体31の外部に配置しているが、操作装置3の動作に必要な電力の一部又は全部をその筐体31内に設けたバッテリーに代表される内部電源61から供給してもよい。
マイクロコンピュータ53には、図1で説明した表示部100,100aが接続されている。表示部100,100aの構成と機能については詳しく後で述べる。
また、操作装置3には、好ましくは、報知手段として、照明部20aを備えている。すなわち、マイクロコンピュータ53が、照明部20に接続されており、走行体9の進路の方向を示すようになっている。照明部20aについては、後で詳しく述べる。
検知部32は、(1)物体の昇降移動に関連する操作入力を検知する昇降入力検知部321(上昇入力検知部321a及び下降入力検知部321b)、(2)筐体31の胴回りの一部又は全部に配列している複数個の検知部であって、個々の検知部322a、322b、322c、・・・が予め物体の移動方向に対応付けられている検知部群322、(3)駆動装置2、操作装置3、電源6などの起動、再起動、停止、リセットなどに関連する操作入力を検知する一個又は二個以上の検知部323(緊急停止に関する操作入力を検知する検知部323a、リセットに関する操作入力を検知する検知部323b及び電源のON/OFFに関する操作入力を検知する検知部323cを含む。以下、まとめて又は個別に「起動関連入力検知部」という場合がある)、(4)物体の移動方向を微調整又は修正するため操作入力を検知する検知部324(所定方向の微調整に関する検知部324a及びその逆方向の微調整に関する検知部324bを含む。以下、まとめて又は個別に「微調整入力検知部」という場合がある)、(5)特別な機能に関する操作入力を検知する検知部325(以下、「特殊入力検知部」という場合がある)並びに、(6)検知部群322を構成する任意の検知部322xに対応付けられた方向への物体の移動を駆動装置2により駆動させるために必要な、その駆動の指示に関する操作入力を検知する駆動開始検知部326備えている。
なお、検知部群322を構成する検知部322xが操作入力を検知しただけで駆動するように、操作装置3及び駆動装置2を設計することもできる。この場合には、駆動開始検知部326及びその入力部P326は不要になる。
入力部P32は、押しボタンのボタンが代表例であるが、操作入力を生成させる機構や手段であって、検知部32を構成する素子、センサ等による当該操作入力の検出が可能になるものであれば足りる。従って、従来の操作装置のように、二つの筐体の相対的回動により操作入力を行う場合も、入力部P32から除外されない。(この場合、相対的回動を行う二つの筐体そのものが入力部に相当すると考えることができる。)
昇降入力検知部321及びその入力部P321はZ軸モータ43の駆動の操作に対応する。例えば、次のとおりである。操作者が入力部P321を操作し、その操作に対応する操作入力を昇降入力検知部321が検知すると、昇降入力検知部321はその操作入力に対応する信号を生成する。当該信号はマイクロコンピュータ33に伝達される。マイクロコンピュータ33は、当該信号に対して必要な処理を行い、当該信号に基づく操作信号を生成する。当該操作信号は出力端部34から入力端部54に、入力端部54からマイクロコンピュータ53に伝達される。マイクロコンピュータ53は、当該操作信号に基づき制御信号を生成し、その制御信号はインバータ又はコンタクタ52に伝達される。インバータ又はコンタクタ52はZ軸モータ43の動作を制御する。
また、マイクロコンピュータ53には、図1で説明した表示部100,70aが接続されている。表示部については後で詳しく説明する。
操作者は、移動装置1において操作装置1を用いることにより、自身が行った入力部の操作に対応したZ軸方向と、X軸方向またはY軸方向、ならびにX軸方向とY軸方向とが合成した方向への物体の移動を操作することができる。
それ故、操作者は、移動装置1において操作装置1を用いることにより、自身が行った入力部の操作に対応した3次元空間内での物体の移動を操作することができる。
例えば、移動装置1が天井クレーン装置である場合、操作装置1を用いることにより、これを操作することができる。この場合、天井クレーンの巻上動作(Z軸方向の移動)を可能にするモータがZ軸モータに該当し、建屋の水平壁面に沿った横行(X軸方向の移動)若しくは走行(Y軸方向の移動)又は横行と走行の合成である斜行の動作を可能にするモータがX軸モータ及びY軸モータに該当する。
図2及び図4において、検知部群322(322a、322b、322c、・・・)及びその入力部P322(P322a、P322b、P322c、・・・)と、物体の移動方向との対応関係は、例えば、検知部群322を構成する検知部が合計N個あり、筐体の胴回り全体にわたり均等距離で配列している場合であれば、任意の隣接する検知部322m、322nにおいて、検知部322mに対する操作入力に基づく物体の移動の方向は、検知部322nに対する操作入力に基づく物体の移動の方向に対して(360/N)度ずれる関係になる。見方を変えると、(360/N)度よりも小さな角度で物体の移動方向を設定できないことになる。
なお、個々の検知部が小さい場合(図13参照)には、(360/N)度も小さくなる。その場合には、微調整入力検知部324及びその入力部P324は不可欠でない。
図3と図4を参照して、本発明の第2の実施形態に係る操作装置について説明する。
<要部構成>
図3及び図4(a)に示されるように、操作装置3の筐体31は、検知部32、具体的には、昇降入力検知部321、検知部群322、起動関連入力検知部323及び微調整入力検知部324、並びにその入力部P32(P321、P322、P324)を備えており、その上部に中空突起部31aを備えている。
各検知部32は、通電を可能にする機械的な接点、圧力を検知する感圧素子、静電容量又はその変化を検知するセンサ、磁気などを検知する磁気センサ、光を検知する光学センサなど、或いは非接触方式であれば、近接センサと総称されるあらゆるセンサにより構成することができる。
すなわち、筐体31から操作者に向かう方向(即ち操作者の後方)と、あるいは検知部322aの反対側に位置する検知部322bが、操作者から筐体31に向かう方向(即ち操作者の前方)と、あるいは操作者の右手側において、検知部322aと322bとの中間に位置する検知部322cを操作者の右手方向へと、あるいは操作者の左手側において、検知部322aと322bとの中間に位置する(従って検知部322cの反対側に位置する)検知部322dを操作者の左手方向に対応するように、それぞれ選択設定することができる。
また検知部322a及び322bを、それぞれ、操作者の前方及び後方に対応するように変更することができ、検知部322c及び322dを、それぞれ、操作者の左手方向及び右手方向に対応するように変更することもできる。
図4(b)に示されるように、筐体31は、その内部に、配線A、B、Cと接続するマイクロコンピュータ33、出力端部34、配線A、Bと接続する各検知部32を備えている。配線Cは、中空突起部31a内に配置して筐体31の外部と内部とを接続している。
操作者が各検知部32を操作すると、その操作に対応する操作入力に関する信号が配線A、Bを通じてマイクロコンピュータ33に伝達される。マイクロコンピュータ33は、当該信号に対して必要な処理を行い、当該信号に基づく操作信号を生成する。その操作信号は、出力端部34から配線Cを通じて入力端部54に伝達される。
上記のような検知部群322を採用する操作装置3は、従来の操作装置と異なり、二つの筐体を用意して、上下に配置し、これら筐体の相対的回動操作を必要としない。それ故、当該二つの筐体の境目としての隙間がなく、操作装置3は、密閉性(例えば防塵性や防水性)がより高いものになる。また、構造がより簡素で部品点数も比較的少なくて済むことも手伝って、設計上の成約や組立て作業の負荷が軽減されるという長所がある。
なお、出力端部34と入力端部54との間の信号伝達を有線方式で行う場合、配線Cとマイクロコンピュータ33との接点が出力端部34に該当すると考えることができ、図4(b)に示されるとおりである。しかし、その信号伝達を無線方式で行う場合には、当該接点が出力部である必要はない。配線Cは、図1.図2で説明した通信ケーブル8と連続しており、中空突起部31a内に入り込む。無線方式の具体例については後述する。
操作装置3の動作に必要な電力が内部電源から供給される場合において外部との信号伝達を無線方式で行うときは、配線Cや中空突起部31aは不要になる。しかし、配線Cや中空突起部31aが他の役割(後述の変形例参照)を担っているのであれば、それらは依然必要である。例えば、信号伝達を無線方式で行うために、出力端部34を構成する発信手段のアンテナを設ける必要があるときは、中空突起部31aの内部にそれを設置することができ、その役割を担う限りにおいて中空突起部31aは依然必要である。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る操作装置の構成を示す図であり、図4の操作装置の変形例を示す図でもある。図4の操作装置と比べて図5の操作装置において特徴的なのは、リング型検知部322の表面を覆う外套部材Dを備えている点である。
外套部材Dは、リング型検知部322や筐体31の外表面に対して移動しないように固定されていてもよいし、固定されていなくてもよく、例えば筐体31の胴周りに360度又はそれ以上若しくはそれ未満の角度範囲で回動可能に設置されていてもよい。
ここで、基準部材Jと保護シートSは、図5には示されていないが、後述する他の実施形態の具体例である図7や図11とほぼ同様の構成をなすものである。
基準部材Jは、検知部32を構成する機械的スイッチやセンサ類を「オン」する役割を果たす。つまり、操作装置3の変位の角度等を検出したり、操作者のスイッチ操作を検出する役割や機能を果たすものを広く意味するものである。
本実施形態では、例えば、基準部材Jは、外套部材Dの裏面に形成されるもので、凸部もしくは突起状の永久磁石、磁性体等で構成することができる。
保護シートSはリング型検知部322の入力部P322の表面を覆うように形成された検知部32の保護シートであり、好ましくは防塵防水性を有し、押しボタン操作等を可能にする程度の弾性を有する透明フィルム等で形成されている。
したがって、外套部材Dを回動自在に構成した場合には、基準部材Jはひとつの入力部P322に対応した突起状の部材もしくは永久磁石などである。
外套部材Dを回動しない構成とした場合には、入力部P322のひとつひとつに対向した位置に一対一対応するように複数個設けられる。
(1)リング型検知部322を比較的安価又はコンパクトに構成できる。
(2)一つのリング型検知部を構成する検知部の数(N)を増やすことができ、隣接する検知部間の方向差が比較的小さい((360/N)度が小さく、従って細かな方向設定がなされた)リング型検知部322を構成することができる。
図6は、本発明の第4の実施形態に係る操作装置の構成を示す図であり、図5の操作装置の変形例を示す図でもある。図5の操作装置と比べて図6の装置において特徴的なのは、外套部材Dすなわちカバー部材Dがリング型検知部322及びその近傍のみならず、筐体表面のその他の領域も覆っている点である。
図7は、本発明の第5の実施形態に係る操作装置の構成を示す図であり、図6の操作装置の変形例を示す図でもある。図6の操作装置と比べて図7の操作装置において特徴的なのは、少なくとも、すべての検知部32が縦方向に並列的に配置されたリング型検知部である点、筐体31が二つの筐体要素(外部筐体31oと内部筐体31i)により構成されている点及び駆動開始検知部326が検知部群322とは別に設けられている点である。
外部筐体31oと、該外部筐体31oの内側に完全に収容されて外部に露出しない内部筐体31iとは、略相似形の中空円体である。
外部筐体31oの内面には、選択された方向を特定し、当該選択方向に合わせて検知部をオンさせるオン手段としての基準部材Jが固定配置されている。
図7(a)に示されるように、操作装置3の筐体31は、中空で略円柱状の内部筐体31iと内部筐体31iを包み込むように且つ内部筐体31iの胴回りを360度又はそれ以上若しくはそれ未満の角度範囲で回動可能に取り付けられた略中空円筒状の外部筐体31oを備えている。具体的には、内部筐体31iは、その上部及び下部のそれぞれに中空突起部31a3bを備えており、外部筐体31oは、各中空突起部31a3bに取り付けられたベアリングなどの軸受け機構Gを介して内部筐体31iに取り付けられている。外部筐体31oの内部筐体31i側表面に設けられた突起Hは、内部筐体31iの外表面に設けられた軌道溝iに係合して内部筐体31の胴回りを移動するので、外部筐体31oと内部筐体31iとの距離は一定に保たれるとともに、両筐体は同軸で回転自在となる。このため、操作者が外部筐体31oを持つ手、腕又は体の向きや姿勢を変えると、外部筐体31oが内部筐体31iに対して相対的に回動可能となる。二つの筐体が相対的に回動可能であるという点で従来の操作装置に似ているが、図7の操作装置における二つの筐体は従来のように上下には配置してはいない。
なお、外部筐体31oの内部筐体31i側表面に例えば閉じた環状又は長い円弧状に突起部(円弧状突条)Hを形成すると、当該突起部Hは外部筐体31oの補強にも役立つ。
内部筐体31iの胴回りには、各検知部32(321、322、323、326、・・・)に対応するリング型検知部が設けられている。図示されていない微調整入力検知部324及び特殊入力検知部325は必要に応じて設けられるが、これらが設けられるときは、リング型検知部のような複数個の検知部を備えるものである必要はなく、図4乃至図6に示されるような操作スイッチのような形態であれば足りる。
それ故、リング型検知部322は、操作者が選択した物体の移動方向を検知する手段として機能する。この場合、二つの筐体31i3oそれ自体が入力部P322を構成している、と見ることができる。
なお、基準部材Jが小さいと、隣接する検知部の間にその基準部材Jが配置したとき、いずれの検知部もこれを検知できないという事態が起こりかねない。それ故、予め、基準部材Jの大きさを、隣接する検知部の間隙幅以上に設定する、複数個設けるなどして、少なくとも一つの検知部がこれを検知できるようにしておく。
なお、以下において、リング型検知部322以外のリング型検知部(必要に応じて設けられる微調整入力検知部324及び特殊入力検知部325を含む)及びその入力部を、まとめて又は個別的に32U及びP32Uと表記する場合がある。
照明装置は、比較的パワーの大きいLEDや、赤色レーザ光、バルブ球による照明光、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の強い光ビームを所定の光学系により集光するもの等を用いることができる。
図7(b)に示されるように、筐体31は、その内部に、配線A、B、Cと接続するマイクロコンピュータ31、出力端部34、配線A、Bと接続する各リング型検知部32を備えており、配線Cは中空突起部31a内に配置している。各リング型検知部32(より詳しくは、各リング型検知部32を構成する個々の検知部)やその他の給電を要する部品の動作に必要な電力は、まず、電源6から配線Cを通じて又はバッテリーに代表される内部電源61からマイクロコンピュータ33に供給され、次いで、配線A、Bを通じて各検知部32に分配される。
特に、操作者が二つの筐体31i3oと相対的回動を通じて行う操作入力を、リング型検知部322を構成するいずれかの検知部322xが検知すると(より具体的には、基準部材Jを検知部322jが検知すると)、当該検知部322x(322j)は、予め対応付けられている物体の移動方向に関する信号を生成し、次いでマイクロコンピュータ33は、その信号に基づく操作信号を生成する。操作者が入力部P322を操作した後、入力部P326を操作し、その操作入力を駆動開始検知部326が検知すると、その操作入力に対応する信号を生成し、次いでマイクロコンピュータ33は、その信号に基づく操作信号を生成する。それらの操作信号は、いずれも、出力端部34から配線Cを通じて入力端部54に伝達される。
図7の操作装置3において、外部筐体31oは、内部筐体31iに取り付けられたリング型検知部の周囲を覆う部材であり、従って外套部材Dに該当する。
図8は、図7の操作装置の変形例を示す図であり、本発明の第6の実施形態に係る操作装置の構成を示す図でもある。図7の操作装置に比べて図8の操作装置において特徴的なのは、検知部群322のみがリング型検知部である点及び二つの筐体要素(外部筐体31oと内部筐体31i)間の電力供給(及び信号伝達)を確保するためにスリップリングを、信号伝達を確保するために無線通信手段を、それぞれ採用している点である。
図8(a)に示されるように、操作装置3の筐体31は、中空で略円柱状の内部筐体31iと内部筐体31iを包み込むように且つ内部筐体31iの胴回りを360度又はそれ以上若しくはそれ未満の角度範囲で回動可能に取り付けられた、中空のコップ状(たとえれば、大きなコップの中に小さなコップが入り込んで開口部において平面で接続されたような形状)の外部筐体31oを備えている。外部筐体31oと内部筐体31iとの間には、両筐体の隙間を埋めるようにベアリングなどの軸受け機構Gが介設されているので、両筐体は同軸で回転自在になり、操作者が外部筐体31oを持つ手、腕又は体の向きや姿勢を変えると、外部筐体31oが内部筐体31iに対して相対的に回動可能となる。二つの筐体が相対的に回動可能であるという点で従来の操作装置に似ているが、図8の操作装置における二つの筐体は従来のように上下には配置してはいない。
駆動開始検知部326及びその入力部P326については、リング型検知部として構成されていない点を除き、図7の操作装置のものと基本的に同じである。駆動開始検知部326及びその入力部P326は、これらが一体となって一つの操作スイッチが構成されている点で、図4乃至図6に示されている各検知部32とその入力部P32と同様である。
さらに好ましくは、当該表示手段Nには、図1で説明した表示部100の情報の一部又は全部が同期して表示されることができる。
図8(b)に示されるように、筐体31は、その内部に、配線A*、B*、Cと接続するマイクロコンピュータ31、出力端部34、配線A、Bと接続する各検知部32を備えており、配線Cは中空突起部31a内に配置している。
また、内部筐体31iと外部筐体31oとの間には無線通信手段Lが設けられている。
操作装置3の各要素(検知部32、表示手段Nなど)の動作に必要な電力は、まず、電源6から配線Cを通じて又はバッテリーに代表される内部電源61からマイクロコンピュータ33に供給され、次いで、配線A**を通じてリング型検知部322に、配線B*を通じて且つスリップリングKを介してその他の検知部32、表示手段Nなどに分配される。
操作パネルM上の表示手段Nに対する信号は、マイクロコンピュータ33から表示手段Nに、配線A*を通じて且つ無線通信手段Lを介して又は配線B*を通じて且つスリップリングKを介して、伝達される。
図8の操作装置3において、外部筐体31oは、内部筐体31iに取り付けられたリング型検知部の周囲を覆う部材であり、従って外套部材Dに該当する。
図9は、本発明の第7の実施形態に係る操作装置の構成を示す図であり、図8の操作装置の変形例を示す図でもある。図9(a)に示されるように、図8の操作装置と比べて図9の操作装置において特徴的なのは、電力供給を確保するためのスリップリングKの代わりに非接触給電手段Oを使用している点である。
操作装置3の各要素(検知部32、表示手段Nなど)の動作に必要な電力は、まず、電源6から配線Cを通じて又は内部電源61からマイクロコンピュータ33に供給され、次いで、配線A**を通じてリング型検知部322に、配線B**を通じて且つ非接触給電手段Oを介してその他の検知部32や表示手段Nに分配される。
操作パネルM上の表示手段Nに対する信号は、マイクロコンピュータ33から表示手段Nに、配線A*を通じて且つ無線通信手段Lを介して伝達される。
図10は、本発明の第8の実施形態に係る操作装置の構成を示す図であり、図7の操作装置の変形例を示す図でもある。図7の操作装置と比べて図10の操作装置において特徴的なのは、検知部32及び入力部P32がより多い点及びリング型検知部一つ当たり複数個の入力部が配置されているものがある点である。
図10(a)に示されるように、図10の操作装置の筐体31は、中空で略円柱状の内部筐体31iと、内部筐体31iを包み込むように配置されたコップ状の外部筐体31oと、内部筐体31iと外部筐体31oの間に設置され、両筐体31i3oを相対的に回動自在に保持するベアリングなどの軸受け機構とを備えている。このため、操作者が外部筐体31oを持つ手、腕又は体の向きや姿勢を変えると、外部筐体31oが内部筐体31iに対して相対的に回動可能となる。
なお、内部筐体31iの外表面底部には、内部筐体31iと外部筐体31oとの同軸回転軸に沿って突出し、外部筐体31oの表面と接触する突起Qが設けてある。突起Qにより両筐体間の距離が保持されるので、両筐体は円滑に相対的回動を行うことができる。このような突起Qは、内部筐体31iの外表面底部に設けるのではなく、外部筐体31oの表面に、内部筐体31iの外表面底部と接触するように設けてもよい。
いずれのリング型検知部であれ、そのリング型検知部及びそれを構成する個々の検知部の機能を阻害しない限りにおいて、各検知部の外表面には保護シートSを設けることができる。
図10の操作装置の電気的構成は、上記(I)乃至(III)に関連する構成を除き、図7の操作装置のそれと同じである。そこで、上記(I)乃至(III)に関連する構成について言及する。
<第1の例>
特定位置を基準部材Jの位置とし、リング型検知部322に対して例えば三個の入力部P322[1]、P322[2]、P322[3]が存在し(図13(a)参照)、当初、リング型検知部322を構成するk番目の検知部322[k]が基準部材Jを検知しており、基準部材Jの位置から内部筐体31iの胴回り(仮に反時計回りを正(+)方向とする)において、入力部P322[1]が検知部n1個分だけ離隔した位置に、入力部P322[2]が検知部n2個分だけ離隔した位置に、入力部P322[3]が検知部n3個分だけ離隔した位置に、換言すれば、当初、入力部P322[1]、P322[2]、P322[3]は、それぞれ、検知部322[k+n1]、322[k+n2]、322[k+n3]に対応する位置に配置しているとする。
このことは、内部筐体31iに対して外部筐体31oが、従ってリング型検知部322に対して三個の入力部P322[1]、P322[2]、P322[3]が相対的に回動しても、入力部P322[1]、P322[2]、P322[3]の操作により、入力部P322[1]、P322[2]、P322[3]のそれぞれに設定された三つの機能(例えばF1、F2、F3)に対応する操作入力として検知することができることを意味している。また、一つのリング型検知部の配列に沿って設置された入力部の数の分だけ操作入力に対応する機能を設定することができること、一つのリング型検知部に配列に沿って設置された第一の入力部と第二の入力部とを同時に操作してもそれぞれの操作入力を検知できること、も意味している。
特定位置を基準部材Jの位置とし、リング型検知部322以外の任意のリング型検知部32Uに対して例えば三個の入力部P32U[1]、P32U[2]、P32U[3]が存在し(図13(b)参照)、リング型検知部32Uを構成するk番目の検知部32U[h]が基準部材Jを検知しており、基準部材Jの位置から正方向において、入力部P32U[1]が検知部m1個分だけ離隔した位置に、入力部P32U[2]が検知部m2個分だけ離隔した位置に、入力部P32U[3]が検知部m3個分だけ離隔した位置に、換言すれば、当初、入力部P32U[1]、P32U[2]、P32U[3]は、それぞれ、検知部32U[h+m1]、32U[h+m2]、32U[h+m3]に対応する位置に配置しているとする。
このとき、外部筐体31oが内部筐体31iに対して負方向に回動し、検知部322[h+q]が基準部材Jを検知するに至ると、入力部P322[1]、322[2]、322[3]は、それぞれ、検知部322[h+q+m1]、322[h+q+m2]、322[h+q+m3]に対応する位置に配置することになる(qは任意の整数)。
なお、上記の二つの例のように特定位置に基づき入力部及び検知部を関連付ける処理は、マイクロコンピュータにおける回路やソフトウェアにより実現することができる。また、当該処理は、マイクロコンピュータ33で行えば足りるが、マイクロコンピュータ53で行うようにしてもよい。
複数個のリング型検知部による検知の組み合わせにより駆動装置2の動作の指示を構成する処理は、マイクロコンピュータにおける回路やソフトウェアにより実現することができる。また、当該処理は、マイクロコンピュータ33で行えば足りるが、マイクロコンピュータ53で行うようにしてもよい。
第8の実施形態によれば、第5の実施形態が奏するものと同等の効果を得ることができる。それに加えて、一つのリング型検知部に複数個の入力部があっても、操作者は各入力部を操作することにより、駆動装置2の動作を指示することができる。このことは、一定数の入力部が必要な操作装置であっても、リング型検知部の数は少なくて済むこと、或いは、リング型検知部の数を増やさなくても入力部の数を増やすことができることを意味しており、操作装置の内部構造の簡素化、操作装置の部品点数の低減、組立ての容易化、価格低減のために役立つ。また、入力部の増減に柔軟に対応できるので、設計面でも有益である。
(1)図11及び図12は、それぞれ、リング型検知部322及びその他のリング型検知部321,323,324・・・(以下、まとめて又は個別に「32U」の符号で表記し、その入力部を「P32U」の符号で表記する)の基本構成の断面を示す図である。図11及び図12に示されるように、リング型検知部32(322、32U)は、筐体31の胴回りの一部又は全部の範囲に配列して構成される。ここで、「胴回りの一部」とは、範囲W以外の胴回りの範囲をいい、このような範囲での複数個の検知部の配列が、開いた環状又は円弧状に配置されている場合に相当する。範囲Wの大小は、操作装置3の設計次第であり、範囲Wがない場合が「胴回りの全部」に該当し、これが閉じた環状に配置されている場合に相当する。
検知部は、操作装置を用いる操作者からの操作入力を検知する機構や手段を広く含み、基準部材Jの接近又は接触は、操作装置を用いる操作者による操作入力に相当するので、基準部材Jは、入力部と考えることができる。
(2)リング型検知部322について
リング型検知部322は、外套部材Dに取り付けられた基準部材Jの接近又は接触を検知する。なお、筐体31を内部筐体31iと位置付けるならば、外套部材Dは、外部筐体31oに相当する。
リング型検知部32Uを構成する個々の検知部は、リング型検知部322の場合と異なり、物体の移動方向に対応付けられていない。その代わり、リング型検知部32Uは、入力部P32Uからの操作入力を検知して、その操作入力に対応する信号を発生する。(その信号はマイクロコンピュータ33に伝達される。)
また、リング型検知部32Uの検知方式は、非接触方式であっても(図12(a)参照)、接触方式であってもよい(図12(b)参照)。因みに、図12(a)に示されるリング型検知部32U及び入力部P32Uの例は、磁性体の接近を検知する磁気センサ及び、当該磁気センサに対して弾性的に接近と離隔の移動ができるように外套部材Dに取り付けられた、磁性体を含む押しボタンであり、図12(b)に示される例は、感圧センサ及び、当該感圧センサに向けて押せるように外套部材Dに取り付けられた、車輪付き突起部材を備える押しボタンである。
(3)操作スイッチについて
リング型検知部32と、基準部材J又は入力部P32との組み合わせを操作スイッチTとすると、例えば、図7に示される複数個のリング型検知部のうち、リング型検知部322は基準部材Jとの組み合わせにより操作スイッチT322を構成し、その他のリング型検知部321、323、324、325は、それぞれ、入力部P321、P323、P324、P325との組み合わせにより操作スイッチT321、T323、T324、T325を構成する。
一方、図12に示されている例では、任意の検知部322x、32Uxがそれぞれ入力部P322x、P32Uxと一体的に組み合わされて単一の操作スイッチを既に構成している。なお、この例では、基準部材Jや入力部P32Uは、それぞれ、入力部P322x、P32Uxと直接接触することにより操作入力を当該入力部に伝達し、当該入力部からの入力を検知部322x、32Uxが検知している。それ故、基準部材Jや入力部P32Uは、任意の検知部322x、32Uxの入力部P322x、P32Uxの入力部として機能すると同時に、リング型検知部322、32Uの入力部P322、P32Uxとしても機能する。
図15の操作装置は、第8の実施形態の具体例である。図15に示されているとおり、外部部材31oにおいて、入力部326bの先端を配線などにより検知部321aのV1の位置まで延伸させる。同様に、入力部P321bを検知部321aのV2の位置まで延伸させ、入力部P325W、P325N、P325Sを、それぞれ、検知部325EのV3、V4、V5の位置まで延伸させる。すると、検知部326bを検知部326aに、検知部321bを検知部321aに、検知部325W、325N、325Sを検知部325Eに、それぞれ集約させることができ、五個のリング型検知部を削減することができる。従って、図15の操作装置は、図10のそれに比べて、明らかに内部構造が簡素になり、部品点数も減り、組立てや設計が容易になり、低価格になる。
表示部100は、比較的大きく方向を表示できるものであれば、特定の技術手段に限定されるものではないが、好ましくは、液晶表示装置、LED(発光ダイオード)を用いて矢印表示等により光学的に方向を示す表示装置、EL、光電管などによるセグメントを利用したものなど種々適用することができる。
例えば、操作装置30からの信号が、マイクロコンピュータ53を介して入力されると、例えば図17の表示部100−2では、方向が選択された段階の表示色(例えば青色)と、走行体9の移動(巻上げ機の駆動を含む)が実行されている場合の表示色(例えば赤色)とを変えて表示する。これにより、周囲に実際の移動タイミングを知らせて、段階的な注意喚起をすることができる。
また、例えば、操作装置3からの指令により走行体9の移動等が指示された場合には、矢印を点滅表示し、移動が実行に移されると矢印を点灯状態に変更表示するようにしてもよい。
これにより、操作者の操作装置3の操作における操作者自身の認識と、表示部100を参照した操作者の周囲の人間が、走行体9の移動等の情報とが完全に一致し、操作者と周囲の人間の認識の相違による現場の事故等が有効に防止される。
特に、現場において、クレーンが大きな荷物等の搬送物を運んでいる場合などでは、現場の低い位置においては、操作者の周囲の人間の視界が遮られることがあり、荷物の移動方向が予測できずに危険な状態となる場合がある。
また、特に図16の場合は、表示部の表示面が平面ではなく、下方に向かってドーム状の突出湾曲面で構成されている。これにより、天井クレーンが設備された空間内のより広い範囲において視認することを可能としている。
さらに、図1に符号100−3で示すように、Y方向レール4の長さ方向の中間付近に表示部を設けてもよい。
これにより、作業エリアの最も広い範囲から操作者及びその周囲の人間が表示部100−3を視認することができ、安全性を向上し得る。
無線方式による実施形態においては、図18(a)に示す基準位置調整部70を備えている。
例えば、図1の構成において、モータ駆動制御装置5が、天井側にあり、通信ケーブル8を用いずにランダムに位置を変える操作装置3との相対位置に関する基準を求めるためには、基準位置調整部70が必要になる。相対位置における位置ずれを常に補正する必要があるからである。
無線方式を採用する場合、操作信号は、各種バント体の無線電波以外にも、赤外線光通信など種々の遠隔通信手段を利用することができる。
また、好ましくは、例えば、Bluetooth(ブルートゥース)等の近距離無線通信技術を利用して、操作装置3が、天井クレーンが設備された部屋に持ち込まれ、受信部143に近接した時に、該近距離無線通信が起動し、それにより互いのプロトコルを確立後に操作装置10−1による操作が可能となるようになっている。
これにより、専用プロトコルを用いて操作装置3による操作を実行するようにすれば、無線ノイズなどによる誤動作を確実に防止することができる。
ここで、上記Bluetooth(ブルートゥース)等の近距離無線通信手段は、発信装置74と受信部143に組み込まれている。
あるいは、操作装置3に指示ボタン75を設けて、この指示ボタン75に、基準位置の調整、即ちキャリブレーションを開始させるボタンを設けて、上記のように自動的に基準位置設定をするのではなく、操作者が使用開始時に、当該基準位置設定のボタンを操作することにより、後述する基準位置設定が行われるようにしてもよい。
そこで、この実施形態では。モータ駆動制御装置5側からの指示により、参照信号を出す参照信号生成部71を設けている。この参照信号生成部からの参照信号は操作装置3内の参照信号受信部72で受信するようになっている。参照信号受信部72で受けた信号は、マイクロコンピュータ73を介して基準位置設定部76に入力され、操作装置3の方向・向き等、上記した圧電ジャイロ91及び地磁気センサ95で求めた位置情報誤差が補正されて、基準位置が求められ、当該基準位置設定後に操作装置3は、走行体9やフック7への駆動指示を出すようになっている。
図において、参照信号生成部71は、例えば後述するように所定の直線偏光生成手段である。決められた向きで偏波面を持つ直線偏光を参照信号として生成する参照信号の生成部71と、この参照信号の生成部71からの参照信号を受ける参照信号の受信部72と、受信部72が取り入れた光信号を受けて信号を生成する受光部82と、受光部82からの信号を受け取り処理するためのマイクロコンピュータ73を備えている。マイクロコンピュータ73からの指令を受けて、図18(a)の基準位置設定部76はLED(発光半導体)ランプ等で構成することができる。このLEDは、操作装置3が基準位置に配置されたことを確認して点灯する。これにより、その位置で、操作装置3による走行指示の操作を開始可能とするものである。
操作装置3の外面には、Y方向の直線偏光だけを透過するフィルタ72を配置しておき、透過した光は、受光素子82に入射すると、光電変換作用により電気信号を生成し、当該電気信号をマイクロコンピュータ73に伝える。
この過程は、図20に示す通りで、装置側では、天井付近の参照信号生成手段71から直線偏光を出し、操作装置3には、直線偏光だけを通すフィルタと、透過光を受ける受光素子を設ける。操作者は、クレーンの下で操作装置の向きを変えながら、上記した基準位置設定部としての例えばLEDの点灯を待つ。
操作者は、操作装置3をY方向(図20参照)に沿って水平に回転させると、参照光の偏波面と合った向きの時に基準位置の設定ができる。この場合、受光部は180度回転ごとに信号強度のピークを迎えるが、予め内蔵ジャイロ91等により南北方向などの判別は容易に行うことができる。
なお、操作装置3のマイクロコンピュータ73は、計時手段(タイマ)を内蔵していて、一定時間ごとにキャリブレーション、即ち基準位置の設定がない時は、操作者に操作装置3の移動をLEDランプ76の点滅などで知らせることで、常に操作装置3による操作指示を正確なものとすることができる。
Claims (8)
- 物体の移動を駆動する駆動装置の動作の指示に関する入力を検知する検知部と、筐体とを備える操作装置であって、
複数個の前記検知部を、物体の移動方向に対応して、前記筐体の胴回りの一部又は全部の範囲に配列してなり、
前記筐体が、表面に前記検知部を設けた内部筐体と、該内部筐体を収容し、その外側で該内部筐体に対して、相対的に回動自在に形成され、前記内部筐体の検知部に対してオン手段となる基準部材を内面に設けた外部筐体とを有していることを特徴とする操作装置。 - 物体の移動を駆動する駆動装置の動作の指示に関する入力を検知する検知部と、筐体とを備える操作装置であって、
複数個の前記検知部を、物体の移動方向に対応して、前記筐体の胴回りの一部又は全部の範囲に配列してなり、
前記筐体の外部に露出する箇所であって、操作者と反対の側に相当する面に、駆動装置が移動させる走行体の走行の方向を知らせる報知部として光スポットを形成する照明装置が配置されている ことを特徴とする操作装置。 - 前記検知部を覆う外套部材を備える、ことを特徴とする請求項2に記載の操作装置。
- 前記外套部材は、少なくとも前記検知部が配列している範囲で、前記筐体の胴回りに回動可能である、ことを特徴とする請求項2又は3に記載の操作装置。
- 前記入力を行うための入力部を前記外套部材に備える、ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の操作装置。
- 物体の移動方向を修正するための指示に関する入力を検知する微調整入力検知部を備える、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の操作装置。
- 少なくとも前記筐体の外面を除く領域に、前記駆動装置が移動させる物体の向きが変更された場合の変位量に関する情報又は該物体の進行方向に関する情報を視覚的に把握可能なように表示する表示部が、前記物体とともに移動する走行体に固定されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の操作装置。
- 物体の移動に利用される駆動装置と、該駆動装置の動作を操作する操作装置とを備える移動装置であって、
前記操作装置は、請求項1乃至7のいずれかに記載の操作装置であることを特徴とする移動装置。
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