JPH0336200A - ゴンドラの位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高所作業車等に設けられるゴンドラの位置制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、建築物の壁面の塗装あるいは高架電線の修理等に
用いられる高所作業車として、台車に連結されたブーム
に作業用のゴンドラが支持されたものが知られている。

ゴンドラは、作業員が乗って塗装あるいは修理等の作業
をするためのものであり、このゴンドラの位置制御は、
台車の運転席等においてハンドル操作により行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしてこのハンドル操作は、ゴンドラから離れた地上
においてゴンドラと壁面等との距離を目測しつつ行われ
るため、熟練を要し、また機動性もよくないという問題
があった。またこのため、ゴンドラが対象物に衝突する
おそれがあり、従来このような問題点を解消することが
望まれていた。

本発明は、上述のような問題点に鑑み、ゴンドラの移動
操作に熟練を要さず、ゴンドラを任意の位置に容易に、
しかも最短距離で移動させることができる位置制御装置
を提供することを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明に係るゴンドラの位置制御装置は、ゴンドラ
に設けられ、所定の平面におけるゴンドラの移動方向を
定めるジョイスティックと、ゴンドラを移動させるため
のアクチュエータと、ゴンドラを上記移動方向に沿って
変位させるように、上記アクチュエータを駆動させる制
御手段とを備えたことを特徴としている。

また第２の発明に係るゴンドラの位置制御装置は、ゴン
ドラに設けられて所定の平面に沿ったゴンドラの移動方
向を定める第１のジョイスティックと、ゴンドラに設け
られて上記所定の平面に垂直な方向に対するゴンドラの
移動距離を定める第２のジョイスティックと、ゴンドラ
を移動させるためのアクチュエータと、ゴンドラを上記
第１および第２のジョイスティックに従って変位させる
ように、上記アクチュエータを駆動させる制御手段とを
備えたことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、これは、壁面の塗装
、タイル貼り、および掃除等に用いられる側壁作業車に
、本発明を適用した例を示す。

台車１１は自動車であり、作業現場においてこの台車１
１を固定するため、アウトリガ−１２が設けられる。ア
ウトリガ−１２はジヤツキを有しており、台車１１から
側方に張り出してジヤツキによりこの台車１１を持ち上
げ、これを水平に保持して所定位置に固定する。台車１
１の水平面に対する傾斜角を検出するため、台車１１に
は従来公知の水平センサが取り付けられる。

台車１１の荷台の上にはブーム１３が設けられる。ブー
ム１３は、伸縮自在であり、不使用時には収縮せしめら
れて荷台上に収容されるが、使用時には上方に向かって
伸張せしめられる。またブームＩ３は、ヒンジ機構１４
を介して台車１１に接続され、水平面に対して回転可能
であり、また水平面に垂直な面に対しても回動可能であ
る。

ゴンドラ１５はブーム１３に支持され、このブーム１３
に沿って移動可能である。ゴンドラ１５上には、壁面Ｗ
の塗装を行うための塗装機等が搭載され、またゴンドラ
１５を所定位置へ変位させるための運転装置が設けられ
る。この運転装置は、後述するように、ジョイスティッ
クを備え、このジョイスティックを動かしてゴンドラ１
５を変位させるように構成されている。すなわち、操作
員はゴンドラ１５に乗った状態で、ゴンドラ１５の位置
を制御することができる。

ゴンドラ１５には、その搭載荷重を検知する荷重センサ
と、ゴンドラ１５が障害物に衝突するのを防止するため
に衝突防止センサが取り付けられる。これらのセンサは
従来公知の構成を有し、荷重センサは例えば歪みゲージ
を用いたものであり、また衝撃防止センサは例えば光学
的に障害物を検出するものである。ゴンドラ１５の位置
は自動および手動のいずれかにより制御され、ゴンドラ
１５には、自動および手動の一方を選択するための切替
スイッチが設けられる。さらにゴンドラ１５には、コン
トローラからの種々の出力メツセージを表示するための
パネルデイスプレィが配設される。

ゴンドラ１５の位置制御において、第２図に示すように
、ブーム長ｒ、ブームの起伏角度θ、ブームの旋回角度
φが用いられる。ブーム長ｒはゴンドラの基準位置（例
えばヒンジ機構１４）からの距離である。起伏角度θは
垂直軸（Ｚ軸）に対するブーム１３の傾斜角度である。

旋回角度φは、壁面Ｗに平行な水平軸（Ｘ軸）に対する
ブーム１３の水平面内における変位角度である。

ゴンドラ１５の位置制御のため、第１、第２および第３
ポテンシヨメータ２１．２２．２３が設けられ、また第
１、第２および第３アクチュエータ３１．３２．３３が
設けられる。第１ポテンシヨメータ２１は、ブーム長ｒ
を検出するものであり、ブーム１３の途中に設けられる
。第２および第３ポテンシヨメータ２２．２３は、それ
ぞれ起伏角度θおよび旋回角度φを検出するものであり
、これらはヒンジ機構１４に設けられる。第１アクチュ
エータ３１はブーム１３を伸縮させて、ブーム長ｒを制
御するものである。第２アクチュエータ３２は、ブーム
１３を垂直面内で回転させて起伏角度θを変化させ、ま
た第３アクチュエータ３３は、ブーム１３を水平面に対
して回転させ、旋回角度φを変化させるものである。各
アクチュエータ３１．３２．３３は、油圧ポンプにより
駆動される構成を有する。

ジョイスティックは、従来公知の構成を有し、任意の方
向に傾斜できるように設けられており、その変位は２つ
のポテンショメータにより検知される。このジョイステ
ィックの変位は、コントローラ４１（第３図）により、
ゴンドラ１５の移動速度に変換される。すなわちジョイ
スティックを傾けた時、その傾斜方向と傾斜角度に応し
て、ゴンドラ１５の移動方向と移動速さが設定される。

第３図は、ブーム１３を起伏および旋回させるとともに
ブーム長を変化させて、ゴンドラ１５の位置制御を行う
制御装置の構成を示す。なお、この制御装置は、例えば
台車ＩＩ上に載置されるが、ゴンドラ１５上に搭載され
てもよい。

制御装置は、ボードコンピュータから成るコントローラ
４１を有する。コントローラ４１ば定電圧装置４２によ
り直流２４Ｖの定電圧を供給される。コントローラ４１
の入力側にはＡ／Ｄ変換器４３、また出力側にはＤ／Ａ
変換器４４がそれぞれ接続される。

切替スイッチ５１は、ゴンドラ１５が自動および手動の
いずれにより制御されるかを示すデジタル信号を出力し
、衝突防止センサ５２は、ゴンドラ１５と障害物との距
離が所定値以下になったか否かを示すデジタル信号を出
力する。これらの切替スイッチ５１および衝突防止セン
サ５２は、コントローラ４１に直接接続される。

荷重センサ５３はゴンドラ１５に作用する荷重の大きさ
に応じたアナログ信号、水平センサ５４は台車１１の荷
台の水平面に対する傾斜角に応じたアナログ信号、アウ
トリガ−張出センサ５５はアウトリガ−１２の張出し幅
の大きさに応じたアナログ信号Ａを、それぞれ出力する
。これらのセンサ５３．５４．５５はＡ／Ｄ変換器４３
に接続される。第１ポテンシヨ２１はブーム長ｒに応じ
たアナログ信号、第２ポテンシヨ２２はブームの旋回角
度θに応じたアナログ信号、第３ポテンシヨ２３はブー
ムの起伏角度φに応じたアナログ信号をそれぞれ出力し
、これらのポテンショ２１．２２．２３は、Ａ／Ｄ変換
器４４に接続される。

ジョイスティック５６の２つのポテンショ（図示９ せず〕は、リレー５７に接続され、このリレー５７はＡ
／Ｄ変換器４２に接続される。リレー５７はゴンドラ１
５の自動および手動制御の一方を選択するために設けら
れる。

Ｄ／Ａ変換器４４にはリレー６１が接続される。

このリレー６１は、入力端のリレー５７と同様に、ゴン
ドラ１５の自動および手動制御の一方を選択するために
設けられる。ポンプ６２、ジャンキロ３、第１、第２お
よび第３アクチュエータ３１．３２．３３は、リレー６
１を介してＤ／Ａ変換器４４に接続される。ポンプ６２
はアクチュエータ３１．３２．３３に対する作動油の供
給を行い、後述するように、ジョイスティック５６の（
頃斜角に応してその回転数を制御される。ジヤツキ６３
は水平センサ５４の出力信号に応じて作動し、台車１５
の荷台を水平に制御する。パネルデイスプレィ６４はコ
ントローラ４１に直接接続され、例えばゴンドラ１５上
の搭載荷重が所定値を越えた時、その旨のメツセージを
表示する。

ゴンドラ１５の位置制御において、まず、切替０ スイッチ５１により手動モードが選択され、これにより
リレー５７．６１が所定の切替え位置に定められる。手
動制御のため、ジョイスティック５６以外にもう１本の
ジョイスティック（図示せず）が設けられている。後述
するようにジョイスティック５６は、所定の面内におけ
るゴンドラ１５の移動方向および速さを定めるものであ
り、他のジョイスティックはブーム長ｒを変化させるた
めのものである。しかしてゴンドラ１５上の操作員は、
まず２つのジョイスティックを用いて手動により、ゴン
ドラ１５を所定位置まで変位させる。

この位置は壁面Ｗから所定の距離だけ離れており、その
後の自動制御においては、次に述べるように、この距離
が常に一定に保たれる。

次いで、操作員が切替スイッチ５１を切り替えて自動モ
ードが選択されると、リレー５７．６１が上記とは異な
る位置に定められる。これによりゴンドラ１５は、ジョ
イスティック５６のみにより位置制御されることとなり
、後述するように、ジョイスティック５６の傾斜方向お
よび傾斜角に応して所定の位置まで変位せしめられる。

次に、自動モードによるゴンドラ１５の位置制御につい
て説明する。

第４図は、ゴンドラ１５が移動する平面Ｖを示す。この
図において、ブーム１３の支点は図示された座標系の原
点に位置し、平面Ｖは、ＸＺ平面に平行で、この平面か
らｙ＝ｂの距離の位置にある。Ｘ軸は例えば台車１１の
車軸に合致して定められ、台車１１は壁面Ｗに平行な状
態で固定される。したがって、ＸＺ平面は壁面Ｗに平行
に定められ、壁面ＷのＹ座標はｂよりも大きい。すなわ
ち壁面Ｗは、この図において平面Ｖの向こう側にある。

ゴンドラ１５が平面Ｖ上を点Ｐから点Ｑへ移動すると仮
定すると、第５図に示すように、平面Ｖ上におけるヘク
トルＰＱが求められる。つまり、ジョイスティック５６
の操作により、ゴンドラ１５移動方向と速さ、すなわち
移動速度が与えられる。すなわち移動方向はＰＱの方向
（角度α）に一致し、これはジョイスティック５６の傾
斜方向により求められる。また移動速さは、ジョイステ
ィック５６の倒し量に相当する大きさである。

ここで、点Ｐの位置座標を（ｘｏ、　Ｙｏ、　Ｚｏ）、
点Ｐのブーム長をｒｏ、起伏角度をθ。、旋回角度をφ
。とすると、 Ｘ　ｏ　＝ｒ　ｏ　Ｓｉｎθ、　ｃｏｓφ０　　・・・
　（１）Ｙ、＝　ｒ　６　ｓｉｎθ、　ｓｉｎφｏ　　
　・−−（２）Ｚ６−ｒ６ｃｏｓθｏ　　　　　　　”
　’　　（３）である。また点Ｑの位置座標を（Ｘ、　
Ｙ、　Ｚ）、点Ｑのブーム長をｒ、起伏角度をθ、旋回
角度をφとすると、 Ｘ＝ｒｓｉｎθｃｏｓφ　　　　　　・・・　（４）Ｙ
＝ｒｓｉｎθｓｉｎφ　　　　　　・・・　（５）Ｚ＝
ｒｃｏｓθ　　　　　　　　　・　　１６）である。

ゴンドラ１５を常に平面Ｖ上において移動させるために
は、 ｙ＝ｙ、＝ｂ　　　　　　　　　・・・　（７）が成立
しなければならない。またゴンドラ１５をベクトルＰＱ
の方向に移動させるには、３− ｔａｎ　　α＝　　（Ｚ　　　Ｚｏ）／（Ｘ　　　Ｘｏ
　）　　・・（８）が成立しなければならない。さらに
、点Ｐから点Ｑまでの距離をδとすると、 ｐＱ２＝６２　　　　　　　　　・・・　（９）である
。

上記（１）〜（９）式から、点Ｑにおけるブーム長ｒ、
起伏角度θおよび旋回角度φが、求められ、これにより
、ブーム長、起伏角度および旋回角度の変化量が、 Δｒ＝ｒ−ｒｅ Δθ＝θ−θ。

Δφ＝φ−φ０ として求められる。

このブーム長ｒ、起伏角度θおよび旋回角度φの変化量
に応じて、第１、第２および第３アクチュエータ３１．
３２．３３がそれぞれ同時に駆動される。この時のゴン
ドラ１５の移動速さ、すなわちポンプ６２の回転数は、
ジョイスティック５６の倒し量すなわち傾斜角の大きさ
に応じて定められる。

　１４− 以上のように本実施例によれば、ジョイスティック操作
による移動情報がコントローラ４１にインブノトデータ
として与えられ、コントローラ４１は、ポテンショメー
タ２１．２２．２３から現在位置を知るとともに、ゴン
ドラ１５を目標位置へ移動させるためのΔｒ、Δθおよ
びΔφを瞬時に算出し、各アクチュエータへ所定の信号
を出力する。これにより、ゴンドラ１５は常に壁面Ｗか
ら一定の距離だけ離れた平面に沿って移動するように制
御される。また、コントローラ４１はゴンドラ移動中も
常に位置をモニタし、目標方向に対するずれを補正する
。したがって、ゴンドラ１５が壁面に衝突するおそれは
なく、ゴンドラ１５の位置制御に関して熟練が要求され
なくなり、ひいては塗装等の作業効率が向上する。

なお上記実施例においては、ゴント′うＩ５は自動モー
ドにおいて常にひとつの平面■に沿って移動するように
制御されているが、自動モードにおいて平面Ｖに垂直な
方向に変位せしめられるようにしてもよい。この場合、
ゴンドラ１５を平面Ｖに沿って移動させるための第１の
ジョイスティック５６に加え、平面Ｖに垂直方向に移動
させるための第２のジョイスティックがさらに必要とな
る。

そして、各アクチュエータ３Ｉ、３２．３３は、第１お
よび第２のジョイスティックによってそれぞれ駆動され
る。

上記実施例は、本発明を、壁面を塗装、タイル貼りある
いは掃除するための高所作業車に適用した例であったが
、本発明はこの他種々の用途に用いられる。例えば、本
発明を消防用はしごに適用すれば、消防士が放水、救助
時にはしごの先端位置を片手で自由に制御でき、消防活
動の効率が向上する。電柱または高架線における作業に
おいても、ゴンドラの位置制御が容易であるために、作
業効率が向上する。さらに本発明は、映画、テレビ等の
撮影現場に用いることもでき、飛行機整備車に用いれば
飛行機格納庫以外の場所においても飛行機の高所整備が
可能となる。その他、本発明は橋梁の補修束や庭木剪定
車にも用いられ、また船舶に応用すれば、海中番こおけ
る捜索用に用いることができる。このような適用例は、
−例に過ぎず、本発明の適用範囲は極めて広い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ゴンドラの移動操作に熟
練を要さず、ゴンドラを任意の位置に容易に移動させる
ことができる位置制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はゴン
ドラの位置制御に用いられる座標系を示す図、 第３図は制御装置を示すブロック図、 第４図はゴンドラが移動する平面を示す図、第５図は平
面上におけるゴンドラの移動方向を示す図である。 １２・・・アウトリガ− １３・・・ブーム １５・・・ゴンドラ ２１．２２．２３・・・ポテンショメータＶ・・・平面 ７− Ｗ・　・ ・壁面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゴンドラに設けられ、所定平面におけるゴンドラ
   の移動方向を定めるジョイスティックと、ゴンドラを移
   動させるためのアクチュエータと、ゴンドラを上記移動
   方向に沿って変位させるように、上記アクチュエータを
   駆動させる制御手段とを備えたことを特徴とするゴンド
   ラの位置制御装置。
2. （２）ゴンドラに設けられ、所定の平面に沿ったゴンド
   ラの移動方向を定める第１のジョイスティックと、ゴン
   ドラに設けられ、上記所定の平面に垂直な方向に対する
   ゴンドラの移動距離を定める第２のジョイスティックと
   、ゴンドラを移動させるためのアクチュエータと、ゴン
   ドラを上記第１および第２のジョイスティックに従って
   変位させるように、上記アクチュエータを駆動させる制
   御手段とを備えたことを特徴とするゴンドラの位置制御
   装置。
3. （３）上記アクチュエータが、ゴンドラを第１、第２お
   よび第３の方向へそれぞれ移動させるための第１、第２
   および第３アクチュエータから成り、上記制御手段が、
   ゴンドラの現在位置を認識する手段と、上記移動方向に
   基づいてゴンドラの目標位置を定める手段とを有し、上
   記所定平面の位置と現在位置と目標位置とに応じて上記
   第１、第２および第３アクチュエータをそれぞれ駆動さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載のゴンドラの位置制御装置。