JPH05230999A - ブーム付コンクリートポンプ車のブーム振動抑制制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブーム付コンクリートポンプ車でコンクリー
トを圧送中にブームに沿わせたコンクリート輸送管がコ
ンクリートの脈動で振れることによるブームの振動を抑
え、先端ホースを持つ作業員の安全性を図る。 【構成】 ブーム３の振動を加速度センサ１７により加
速度として検知する。この加速度を制御コントローラ１
８で積分して制御信号ａを作り、制御信号ａとブームの
基準位置信号ｂとを油圧サーボコントローラ２０に入れ
る。油圧サーボコントローラ２０からサーボ弁１４を介
して油圧シリンダ５を作動させブーム２が元の位置に戻
るようにする。油圧シリンダ５の作動量は位置センサ１
９からフィードバックして実際の修正量を知ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブーム付コンクリートポ
ンプ車においてコンクリートの打設作業中にブームが振
動するのを抑制するために用いるブーム振動抑制制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブーム付コンクリートポンプ車は、シャ
シの後部にコンクリートホッパを搭載すると共に、シャ
シの前部に図５の如く旋回フレーム１を備え、該旋回フ
レーム１に起伏自在に取り付けた下段ブーム２の先端
に、中段ブーム３を起伏自在に取り付け、更に、中段ブ
ーム３の先端に上段ブーム４を起伏自在に取り付け、且
つ上記旋回フレーム１と下段ブーム２の間、下段ブーム
２と中段ブーム３の間、及び中段ブーム３と上段ブーム
４の間に、各々起伏用シリンダ５を取り付け、各起伏用
シリンダ５の伸縮操作により各段のブーム２，３，４が
動かされるようにしてあり、上記各段のブームに沿わせ
て配置されたコンクリート輸送管６の先端に先端ホース
７を接続し、該先端ホース７を上段ブーム４の先端に取
り付けたホースガイド８に沿わされるようにし、コンク
リートホッパ内のコンクリートをコンクリートポンプに
て上記コンクリート輸送管内を通して圧送し、先端ホー
ス７から放出させてコンクリートの打設を行わせるよう
にしてある。

【０００３】かかるコンクリートポンプ車を使ってコン
クリートの打設を行わせるときは、上段ブーム４の先端
より垂れ下げられている先端ホース７がコンクリート打
設個所へ位置させられるように各段のブームを各起伏用
シリンダ５により動かし、先端ホースがセットされると
各起伏用シリンダの操作を停止し、次に、コンクリート
ポンプを運転してコンクリートホッパ内のコンクリート
をコンクリート輸送管６内を通して先端ホース７へ導
き、該先端ホース７の先端から放出させてコンクリート
の打設を行わせるようにしている。

【０００４】しかし、コンクリート輸送管６がブーム
２，３，４に沿わせて配管してある構成のものでは、コ
ンクリートの輸送中にコンクリートが脈動しながら流さ
れるため、このコンクリートの脈動によりコンクリート
輸送管６を介してブーム２，３，４に振動が発生する。
コンクリートの圧送中にブーム２，３，４の振動が発生
すると、先端の先端ホース７が大きく揺れて来る。コン
クリート打設作業中は、作業員が先端ホース７を掴んで
コンクリート打設位置へと先端ホース７を移動させてい
るので、この先端ホース７の振れが大きいと作業員の安
全性が保てないことになり、作業員は先端ホース７を支
えるため大きな労力が必要となって来る。

【０００５】従来、上記したブーム付コンクリートポン
プ車において、コンクリート圧送中に生じるコンクリー
トの流れの脈動を起振力とするブームの振動を抑制する
ことは行われていない。類似のものとして、アームを多
段に屈曲自在に連結し、各段のアームを別々の油圧シリ
ンダで起伏させるようにした建設用ロングアーム作業機
において、アームの振動を抑制する方法として、アーム
が振動することによって油圧シリンダに外力が加わる
と、その反力により油圧シリンダ内の圧力が振動する
が、油圧シリンダ内の圧力に基づいて、油圧シリンダ内
の圧力から油圧シリンダに加わっている変動外力を演算
し、その外力が小さくなるように制御して減衰特性を改
善するようにしたものが提案されている（日本ロボット
学会誌 第６巻第５号 １９８８年１０月 第１００
頁）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
アームの振動抑制方式のものは、アームの変位を、アー
ムが振動したときの油圧シリンダ内の圧力の変動として
とらえて、該油圧シリンダ内の圧力変動分のみをデータ
としてフィードバックさせると共に、アームの振動を抑
制させるために油圧シリンダを作動させてアームの変位
を修正させるときの実際の修正量も、上記油圧シリンダ
内の圧力の変動分をデータとしてフィードバックさせる
ものであり、制御が複雑になる。

【０００７】そこで、本発明は、コンクリートポンプ車
のブームがコンクリート圧送中に振動するときの該振動
の抑制を、簡単に且つ精度よく行わせることができるよ
うにしようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、多段式ブームを有するコンクリートポン
プ車における上記ブームの一次振動モードと二次振動モ
ードが同じ位相となる部分で且つ一次で大きな振動とな
っている部分の位置に、加速度センサを取り付け、該加
速度センサで検知したブームの加速度からブームの速度
及び変位を求める制御回路を設け、更に、これらよりブ
ームの振動と逆に油圧シリンダを作動させる信号を出力
するコントローラと、該コントローラからの指令に基づ
きサーボ弁をコントロールする油圧サーボコントローラ
と、サーボ弁とを備え、サーボ弁によりブーム起伏用油
圧シリンダが作動してブームの振動を減衰するときの基
準位置信号を位置センサよりフィードバックできるよう
にした構成とする。

【０００９】

【作用】コンクリートを圧送するときに実際に生じるブ
ームの振動を加速度センサから加速度としてとり、加速
度からブームの速度変位信号を求め、これを打消すよう
にサーボ弁にて油圧シリンダを作動させてブームを逆の
方向へ振らすので、ブームの振動が抑制される。このと
き、ブームがどの程度振られたかは、油圧シリンダの位
置信号をフィードバックさせることにより知ることがで
きるので、精度よく制御することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１１】図１は本発明の実施例の概要を示し、図２
は制御ブロック線図を示すもので、多段式ブーム２，
３，４を起伏用油圧シリンダ５により起伏自在とし、ブ
ーム２，３，４に沿わせたコンクリート輸送管を通し先
端ホース７からコンクリートを放出するようにしてある
ブーム付コンクリートポンプ車において、各油圧シリン
ダ５のヘッド側とロッド側に圧油を給排する圧油給排ラ
イン９，１０を電磁式四方切換弁１１を介して油圧ポン
プ１２に接続し、上記電磁式四方切換弁１１の切り換え
により油圧ポンプ１２から吐出された圧油が給排ライン
９又は１０を通って油圧シリンダ５のヘッド側又はロッ
ド側へ供給されることにより該油圧シリンダ５のロッド
側又はヘッド側の圧油がタンク１３へ戻されるようにし
てある油圧回路のほかに、上記給排ライン９，１０と油
圧ポンプ１２の吐出側との間に、途中にサーボ弁１４を
有する給排ライン１５，１６を設け、電磁式四方切換弁
１１を中立の状態においてサーボ弁１４を作動させて切
り換えることにより、油圧ポンプ１２からの圧油が油圧
シリンダ５のヘッド側又はロッド側へ供給されて油圧シ
リンダ５が伸縮動作させられ、ブーム２，３，４が振ら
れるようにする。上記ブーム３の所定個所には、ブーム
３の振動を加速度として検知する加速度センサ１７を設
置し、更に、コンクリートポンプ車上には、上記加速度
センサ１７からの加速度を、１回積分して速度信号を作
り、この速度信号をさらに積分して位置信号を作り、こ
れら速度信号と位置信号とからブーム２の制御信号とす
る制御コントローラ１８と、該制御コントローラ１８で
求められた制御信号ａによりブーム２を逆の方向へ振ら
せるようにサーボ弁１４に指令を出す油圧サーボコント
ローラ２０とを備え、サーボ弁１４を介し油圧シリンダ
５を伸長又は短縮させてブーム２を逆に振らして、ブー
ム２の振動を抑制させるようにする。更に、上記油圧シ
リンダ５の位置を検知して基準位置信号ｂを油圧サーボ
コントローラ２０へフィードバックする位置センサ１９
を設ける。

【００１２】上記ブーム３に設置する加速度センサ１７
の設置位置としては、３段式の場合は図３に示す如く、
ブーム２，３，４の一次振動モードと図４に示すブーム
２，３，４の二次振動モードにおいて同じ位相となる位
置で且つ一次で大きな振動となっている部分、すなわ
ち、中段ブーム３の先端部位置とする。コンクリートポ
ンプの場合は、上記一次振動モードと二次振動モードの
みを対象にしておけば、ブーム３の振動抑制が可能であ
る。これは、コンクリートポンプのコンクリート圧送時
の脈動の振動数がブームの一次と二次の固有振動数の中
間に位置しているからである。

【００１３】今、コンクリートの圧送に伴う脈動により
ブーム３が振動し、これに伴い先端ホース７が大きく振
られる状態になると、ブーム３の振動が加速度センサ１
７により加速度として検知される。検知された加速度
は、制御コントローラ１８で１回積分されて速度信号、
２回積分されて変位信号として取り出されて、両者を合
せブーム制御信号ａとして油圧サーボコントローラ２０
に指令が出される。該油圧サーボコントローラ２０には
通常のブーム操作信号ｃが入っているが、上記ブーム制
御信号ａが入ることによりサーボ弁１４が作動させられ
て油圧ポンプ１２からの圧油が油圧シリンダ５のヘッド
側又はロッド側へ供給される。これによりブーム３は変
位した方向とは逆方向へ自動的に戻されて振れが減衰さ
せられ、先端ホース７の振れがなくて安全に作業をする
ことができることになる。油圧シリンダ５の位置は、位
置センサ１９で検知され、基準位置信号ｂが油圧サーボ
コントローラ２０へフィードバックされブーム２が元の
位置に戻ったことが確認されると、油圧サーボコントロ
ーラ２０によりサーボ弁１４がコントロールされる。

【００１４】上記のようにブーム３の振れを減衰させる
サーボバルブは、通常のブーム操作、即ち、電磁式四方
切換弁１１により旋回フレーム１と下段ブーム２の間の
油圧シリンダ５あるいは図示されていない他の電磁式四
方切換弁により下段ブーム２と中段ブーム３の間、ある
いは、中段ブーム３と上段ブーム４の間の油圧シリンダ
５を操作している間は働かないように油圧サーボコント
ローラ２０にて切換えられる。

【００１５】なお、ブームは３段の場合を示したが、４
段の場合でもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のブーム付コン
クリートポンプ車のブーム振動抑制制御装置によれば、
コンクリートの圧送時にコンクリートの脈動でブームが
振れたとき、そのブームの振れを加速度センサにより加
速度としてとり、この加速度からブームの制御信号を求
めて、ブームが基準となる元の位置へ振れ戻されるよう
に油圧シリンダを作動させるので、ブームの振動抑制が
精度よく行われてブームが動いていない状態にでき、先
端ホースを掴んでいる作業員の安全を図ることができ、
又、実際のブームの位置制御は油圧シリンダの位置変動
分をフィードバックすることにより容易に知ることがで
き、ブームの振動制御とフィードバックを異なるデータ
によるので制御が簡単である、という優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概要図である。

【図２】本発明のブロック線図である。

【図３】ブームの一次振動モードを示す図である。

【図４】ブームの二次振動モードを示す図である。

【図５】コンクリートポンプ車のブームを示す概略図で
ある。

【符号の説明】

２，３，４ ブーム ５ 油圧シリンダ ７ 先端ホース ９，１０ 圧油給排ライン １２ 油圧ポンプ １４ サーボ弁 １５，１６ 圧油給排ライン １７ 加速度センサ １８ 制御コントローラ １９ 位置センサ ２０ 油圧サーボコントローラ ａ 制御信号 ｂ 基準位置信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブーム付コンクリートポンプ車の多段ブ
   ームの一次振動モードと二次振動モードが同じ位相とな
   る部分で且つ一次で大きな振動となっている部分に加速
   度センサを取り付け、且つブームの起伏用油圧シリンダ
   に圧油を給排するラインに、サーボ弁を介して圧油を給
   排するラインを接続し、上記加速度センサで検知したブ
   ームの加速度から速度信号と変位信号を求めこれらから
   振動と逆方向に油圧シリンダを作動させる信号を出力す
   るコントローラと、該コントローラからの指令により上
   記サーボ弁を作動させる油圧サーボコントローラとを備
   え、更に、上記油圧シリンダの位置信号を上記油圧サー
   ボコントローラにフィードバックするよう構成してなる
   ことを特徴とするブーム付コンクリートポンプ車のブー
   ム振動抑制制御装置。