JPH06312386A - 位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クレーンで荷役される吊り荷の位置決め作業
を自動的に行なう。 【構成】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロープ
で荷役作業を行なうクレーンＣＲと、吊り荷を目標位置
に押動するロボットＲＢと、吊り荷を押動するときにロ
ボットが受ける反力を検出する力センサ５８と、検出さ
れた反力にしたがって、吊り荷を目標位置へ押動してい
る方向を演算し、演算された方向へ吊り荷を移動させる
ためのクレーンの各部の動作量を演算するマイクロコン
ピュータ５５と、無線で送信されてくるクレーン各部の
動作量でクレーンが駆動されるようにクレーンの動作を
制御するマイクロコンピュータ８およびコントロールバ
ルブ１０ａ〜１０ｅとを備える位置決め装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーンの荷役作業に
使用する位置決め用ロボット、その建設ロボットを使用
した吊り荷の位置決め装置および位置決め用ロボットと
クレーンなど互に離間して移動する２つの移動体の相互
位置を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、擁壁などの重量物をクレーンで持
上げて所定の位置に設置する作業においては、クレーン
で持上げられた重量物を目的地に接近させ、目的地に配
置された作業者が重量物を手で動かして位置決めを行な
ったり、クレーンのオペレータに指示をしながら重量物
の位置決めを行なって所定箇所に重量物を設置するよう
にしている。

【０００３】しかしながら、このような位置決め作業
は、作業現場の足場が悪かったり、重量物を扱うために
危険がともなう。そこで、このような重量物の位置決め
を補助する位置決め用ロボットが特開昭６２−２５９７
８７号公報に提案されている。この従来の位置決め用ロ
ボットでは、自走式作業車両の上部にＸ−Ｙステージを
設置し、クレーンで吊り上げられた重量物、たとえば水
平梁をハンド装置でハンドリングし、Ｘ−Ｙステージを
操作して水平梁を予め設置されている支柱の接続部に位
置決めする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の位置決め用ロボットには次のような問題がある。 (１)この位置決め用ロボットでは、上述したように重量
物をハンドリングアームで把持した上で、Ｘ−Ｙステー
ジで位置決めを行なうため、 互いに直交するｘおよびｙ方向にしか重量物を位置調
整できない。 作業に先立って走行体を適所に設置する作業が不可欠
である。 屋外でのクレーン作業のように、対象物の設置目標箇
所が逐一変わるような場合には適用しずらい。すなわ
ち、自走車体を固定したままだと吊り荷の移動方向がｘ
方向または直交するｙ方向に限られてしまい、吊り荷移
動方向の自由度が低い。

【０００５】(２)ハンドリングアームでハンドリングす
る重量物はクレーンで吊り下げられていて、垂直方向に
移動する。そのため、重量物の垂直方向位置を調整する
ときには、重量物を把持しているハンドリングアームを
いったん開き、その上で重量物を移動させる必要があ
り、ロボットで位置調整しきれないときにはハンドリン
グアームが吊り荷をいったん解放してクレーンで位置調
整する作業が不可欠で作業効率が悪い。

【０００６】(３)位置決め用ロボットの操縦を有線で接
続された操作ボックスから行なうが、クレーンとの距離
が離れている場合には、クレーンオペレータとの連携操
作が難しい。たとえば、位置決め用ロボット側で重量物
を押し切れないときにはクレーンで重量物を移動する必
要があるが、そのときの重量物の移動方向をクレーンの
オペレータに的確に通知するのが難しい。

【０００７】本発明の目的は、クレーンで荷役される吊
り荷の位置決め作業に広範囲に使用できる位置決め用ロ
ボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図に対応
づけて本発明を説明する。請求項１の発明による位置決
め用ロボットは、自走式車両本体３１と、自走式車両本
体３１に取り付けられ、吊り荷を少なくとも水平面内の
任意の方向に押動するようにその姿勢が変更でき、先端
に手先効果器４６を有するアーム体４０と、アーム体４
０を駆動する駆動手段３４，４３，４４，４５とを具備
する。請求項２の位置決め用ロボットは、手先効果器４
６の先端面に、吊り荷の鉛直方向の動きを円滑にさせる
すべり手段４６ａを設けたものである。請求項３の位置
決め用ロボットは、アーム体４０が吊り荷を押動すると
きに受ける反力を検出する反力検出手段５８と、検出さ
れた反力に基づいて、アーム体４０で吊り荷の位置を変
更できるかできないかを判定する判定手段５５とを具備
するものである。請求項４のロボットは、反力検出手段
５８で検出される反力の大きさとこの反力にしたがって
演算される吊り荷の移動方向とを表示する表示手段６４
を具備するものである。請求項５の発明による位置決め
装置は、ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロープで
荷役作業を行なうクレーンＣＲと、このクレーンＣＲで
吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動するロボットＲ
Ｂと、吊り荷を押動するときにロボットＲＢが受ける反
力を検出する反力検出手段５８と、検出された反力にし
たがって、吊り荷が押動されている方向を演算する方向
演算手段５５と、この方向演算手段５５で演算された方
向へ吊り荷を移動させるためのクレーンＣＲの動作量を
演算する動作量演算手段５５と、演算された動作量でク
レーンＣＲを駆動する駆動制御手段８，１０ａ〜１０ｅ
とを具備する。請求項６の位置決め装置は、検出された
反力に基づいて、ロボットが吊り荷を押切れるか否かを
判定する判定手段５５と、この判定手段５５で吊り荷を
押切れないことが判定されるとき、駆動制御手段でクレ
ーンＣＲを駆動するように指示する指示手段５５とを具
備するものである。請求項７の位置決め装置は、クレー
ンＣＲとロボットＲＢにそれぞれ方位検出手段２４，５
９を備え、方向演算手段５５は、各方位検出手段で検出
したクレーンとロボットの各検出方位の差に基づいて、
算出された吊り荷の押動方向をクレーンの吊り荷移動方
向に変換するように構成したものである。請求項８の位
置決め装置は、動作量演算手段５５を、ロボットの最大
押動力Ｆ_1imと吊り荷の重量Ｍ_LOと吊り荷が吊り下げら
れているワイヤロープ長Ｌ_Wとに基づいて、荷を押動で
きる距離Ｔ_Mを演算する手段と、演算された押動方向と
押動距離とに基づいて、クレーンで吊り荷を移動するた
めのクレーン各部の動作量ｄθ，ｄθ_B，ｄＬ_Wを演算す
る手段とで構成したものである。請求項９の発明による
位置決め装置は、請求項５の位置決め装置に加えて、反
力検出手段５８で検出される反力の大きさとこの反力に
したがって演算される吊り荷の移動方向とを表示する表
示手段６４を具備するものである。請求項１０の位置決
め装置は、検出された反力に基づいて、ロボットＲＢが
吊り荷を押切れるか否かを判定する判定手段５５と、こ
の判定手段５５で吊り荷を押切れないことが判定される
とき、駆動制御手段でクレーンＣＲを駆動するように指
示する指示手段５５と、判定手段５５によって吊り荷を
押切れないと判定されたときの反力の方向を基準とした
吊り荷蛇行許容領域を設定する領域設定手段５５と、ク
レーンＣＲで吊り荷を移動するときに、反力検出手段５
８で検出される反力の方向が許容領域内か否かを判定す
る領域判定手段５５と、この領域判定手段５５により、
反力検出手段５８で検出される反力の方向が許容領域か
ら外れていると判定されたときに、クレーンＣＲによる
吊り荷の移動を停止させる停止手段５５とを具備するも
のである。請求項１１の発明による位置決め装置は、請
求項５の位置決め装置に加えて、クレーンＣＲによる吊
り荷の移動が正常か異常かを判定し、異常判定時にクレ
ーンＣＲによる吊り荷の移動を停止させる異常判定停止
手段５５を具備するものである。請求項１２の発明は、
異常判定停止手段が、検出された反力に基づいて演算さ
れた前記吊り荷の移動経路が異常か正常かを判定する手
段を含むようにしたものである。請求項１３の発明は、
異常判定停止手段が、検出された反力の大きさが異常か
正常かを判定する手段を含むようにしたものである。請
求項１４による相互位置検出装置は、２つの移動体Ｃ
Ｒ，ＲＢの相互の位置関係を認識する装置において、各
移動体に設けられた方位検出手段２４，５９と、各方位
検出手段２４，５９からの検出結果に基づいて、各移動
体の方位の差を求め、両移動体の位置関係を演算する演
算手段５５とを具備する。

【０００９】

【作用】

−請求項１− 吊り荷は、アーム体４０の手先効果器４６で把持される
ことなく、少なくとも水平面内の任意の方向に押動され
て位置決めされる。 −請求項２− 手先効果器４６のすべり手段４６ａで吊り荷は押動さ
れ、吊り荷を鉛直方向に位置調整する時、すべり手段４
６ａが回転し、手先効果器４６の摩耗が抑制される。 −請求項３− 吊り荷を押動するときの反力を検出し、位置決め用ロボ
ットが押切れるか否かを判定する。 −請求項４− 反力の大きさと方向とが、ロボットＲＢの表示手段６４
にベクトル表示される。 −請求項５− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットＲＢが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。 −請求項６− 吊り荷を押動するときの反力から、位置決め用ロボット
が押切れるか否かを判定し、押切れないと判定されたと
きはクレーンで吊り荷を移動する。 −請求項７− ロボットとクレーンの方位の差を求めて、ロボットの押
動方向をクレーンの移動方向に変換する。 −請求項８− ロボットの最大押動力Ｆ_1imと吊り荷の重量Ｍ_LOと吊り
荷が吊り下げられているワイヤロープ長Ｌ_Wとに基づい
て、ロボットが荷を押動できる距離Ｔ_Mを演算する。演
算された押動方向と押動距離とに基づいて、クレーンで
吊り荷を移動するためのクレーン各部の動作量ｄθ，ｄ
θ_B，ｄＬ_Wを演算する。 −請求項９− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットＲＢが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。このとき、反力の大きさと方向とを表示手段６４に
ベクトル表示する。 −請求項１０− 判定手段５５で吊り荷を押切れないことが判定される
と、ロボットＲＢの反力が減少するようにクレーンＣＲ
は吊り荷を移動させる。判定手段５５によって吊り荷を
押切れないと判定されたときの反力の方向を基準とした
吊り荷蛇行許容領域を設定し、クレーンＣＲで吊り荷を
移動するとき、反力の方向が許容領域から外れていると
判定されるとクレーンＣＲによる吊り荷の移動を停止す
る。 −請求項１１− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットＲＢが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。クレーンによる吊り荷の移動が異常と判定される
と、クレーンによる吊り荷の移動を停止する。 −請求項１２− 検出された反力から吊り荷の移動方向を演算し、この移
動方向が異常のときクレーンによる吊り荷の移動を停止
させる。 −請求項１３− 検出された反力が異常のときクレーンによる吊り荷の移
動を停止させる。 −請求項１４− ２つの移動体の方位をそれぞれ検出し、両方位の差を検
出して相互の位置関係を認識する。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１１】

【実施例】以下、図１〜図９を参照して、本発明の一実
施例を説明する。図１は本発明による位置決め用ロボッ
トＲＢと荷役作業を行なうクレーンＣＲを示す。クレー
ンＣＲは、下部走行体ＵＴと上部旋回体ＵＳとを有し、
上部旋回体ＵＳにブームＢＯが俯仰可能に装着されてい
る。上部旋回体ＵＳには不図示のウインチが設置され、
そのウインチで繰り出し繰込まれるワイヤロープＷＲに
より吊り荷ＬＯが吊り下げられる。

【００１２】図２に示すように、上部旋回体ＵＳには原
動機１で駆動される油圧ポンプ２が設けられ、この油圧
ポンプ２からの吐出油により走行油圧モータ３Ｌ，３
Ｒ、旋回油圧モータ４、ブーム俯仰油圧モータ５および
巻上げ油圧モータ６が駆動される。各油圧モータは、各
油圧モータに対応してそれぞれ設けられる操作レバー７
の操作により駆動制御される。すなわち、操作レバー７
の操作量に応じた信号はマイクロコンピュータ８に入力
され、マイクロコンピュータ８は電磁弁コントローラ９
を介してコントロールバルブ１０ａ〜１０ｅに指令信号
を供給する。コントロールバルブ１０ａ〜１０ｅは指令
信号にしたがって切換動作して各油圧モータに圧油を供
給する。また、各油圧モータは操作レバー７の操作とは
無関係に、後述するフローチャートにしたがってマイク
ロコンピュータ８からの指令により自動的に駆動制御さ
れる。

【００１３】図２にも示すように、上部旋回体ＵＳに
は、ウインチの回転角を検出する回転角センサ２１、上
部旋回体ＵＳの旋回角度を検出する旋回角センサ２２、
ブームの角度を検出するブーム角センサ２３、およびク
レーンＣＲの下部走行体ＵＴの進行方向の方位を検出す
る方位角センサ２４がそれぞれ搭載されるとともに、ワ
イヤロープの一端には吊り荷重を検出するロードセル２
５が設けられ、それぞれマイクロコンピュータ８と接続
されている。また、上部旋回体ＵＳには送受信アンテナ
２６と送受信機２７が設けられ、位置決め用ロボットＲ
Ｂとの間で各種情報の送受信を行なう。２８は送信スイ
ッチであり、クレーンＣＲから位置決め用ロボットＲＢ
に各種情報を送信する時に操作される。２９は、後述す
るような協調操作を選択する時にオン操作される協調モ
ード選択スイッチである。

【００１４】位置決め用ロボットＲＢは、図３にも示さ
れているように、自走式下部車体３１と、この下部車体
３１の上に設置された上部車体３２とを備えている。上
部車体３２には、アーム体４０がピン３３で連結され、
アーム体４０はアームシリンダ３４でピン３３を中心に
水平面内で回動する。

【００１５】アーム体４０はそれぞれ左右一対の第１お
よび第２のアーム４１および４２を備え、第１のアーム
４１の基端部はピン３３で上部車体３２に連結され、第
１のアーム４１の先端部には第２アーム４２がそれぞれ
回動可能に連結されている。一対の第１のアーム４１の
間には第１のシリンダ４３が介設され、一対の第１のア
ーム４１を開閉する。第１および第２のアーム４１，４
２の間には第２のシリンダ４４が介設され、第２のアー
ム４２のそれぞれはそれぞれ対応する第１のアーム４１
に対して開閉する。

【００１６】さらに、第２のアーム４２のそれぞれの先
端には、第２のアーム４２の長手方向に伸縮可能に延在
する第３のシリンダ４５がそれぞれ設けられ、第３のシ
リンダ４５のピストンロッド先端に手先効果器４６がピ
ン結合されている。この手先効果器４６は、図４に示す
ように、鉛直方向に回転するローラ４６ａを備え、手先
効果器４６で吊り荷を押動したまま吊り荷の昇降が可能
になっている。

【００１７】図５は位置決め用ロボットＲＢの油圧回路
と制御回路を示す。上部車体３２には原動機５１で駆動
される油圧ポンプ５２が設けられ、この油圧ポンプ５２
からの吐出油により走行油圧モータ５３Ｌ，５３Ｒ、ア
ームシリンダ３４および第１〜第３のシリンダ４３〜４
５が駆動される。油圧モータおよびシリンダは、各アク
チュエータに対応してそれぞれ設けられる操作レバー５
４の操作により駆動制御される。すなわち、操作レバー
５４の操作量に応じた信号はマイクロコンピュータ５５
に入力され、マイクロコンピュータ５５は電磁弁コント
ローラ５６を介してコントロールバルブ５７ａ〜５７ｈ
に指令信号を供給する。コントロールバルブ５７ａ〜５
７ｈは指令信号にしたがって切換動作して各アクチュエ
ータに圧油を供給する。

【００１８】５８は周知の力センサであり、上部車体３
２と下部車体３１との連結部に設けられ、アーム体４０
を介して上部車体３２が受ける反力の大きさを検出す
る。力センサ５８は、水平面内で互いに直交するｘ方向
およびｙ方向の荷重成分に分解して反力を検出し、後述
するように、このｘ方向およびｙ方向の荷重成分に基づ
いて反力の方向を演算することができる。５９は方位セ
ンサであり、下部車体３１の進行方向の方位を検出す
る。６０は送受信アンテナ、６１は送受信機であり、ク
レーンＣＲとの間で各種の情報を送受信する。６２は選
択スイッチであり、位置決め用ロボットＲＢで吊り荷の
位置決めをアシストするときに操作される。６３は吊り
荷が目標位置に設定された時にオペレータが操作する設
定完了スイッチである。

【００１９】以上のように構成された位置決め用ロボッ
トＲＢとクレーンＣＲを使用して吊り荷を目標位置に位
置決めする手順について説明する。クレーンＣＲにより
吊り荷を吊り上げて目標位置まで移動させる。これは、
操作レバー７を操作してコントロールバルブ１０ａ〜１
０ｅを適宜切換え、油圧モータ３〜６を駆動制御してク
レーンＣＲを走行したり、旋回したり、ブームを俯仰し
たり、あるいはワイヤロープを繰り出し、繰込むことに
より行なわれる。

【００２０】クレーンで吊り荷を目標位置近傍まで移動
した後、オペレータが送信スイッチ２８を操作すると、
クレーンＣＲ側のマイクロコンピュータ８は各センサか
らの検出信号に基づいて、図６に示すようなブーム長Ｌ
_B、ブーム角度θ_B、ブーム先端から吊り荷までのワイヤ
ロープの長さＬ_W、吊り荷の重量Ｍ_LO、および下部走行
体の方位Ａ_ZCを送信機２７により送信アンテナ２６から
位置決め用ロボットＲＢに送信する。なお、ワイヤロー
プの長さＬ_Wは、巻上げ用ウインチドラムの回転角を回
転角センサ２１で検出し、マイクロコンピュータ８で演
算することにより求められる。

【００２１】クレーンＣＲから送信された以上の情報は
位置決め用ロボットＲＢの受信アンテナ６０、送受信機
６１で受信され、マイクロコンピュータ５５のメモリに
格納される。

【００２２】一方、操作レバー５４を操作してコントロ
ールバルブ５７ｇおよび５７ｈを適宜切換え、油圧モー
タ５３Ｌ，５３Ｒを駆動制御して、目標位置に移動され
た吊り荷の近傍まで位置決め用ロボットＲＢを移動させ
る。次いで、操作レバー５４を操作してシリンダ３４，
４３〜４５を伸縮させて手先効果器４６を吊り荷ＬＯに
押し当てながら、吊り荷を目標位置に押動する。

【００２３】このときアーム体４０が吊り荷から受ける
反力は力センサ５８により、ｘ，ｙ方向の力〔Ｆ_X，
Ｆ_Y，０，１〕^Tおよびその方向〔ｘ_d，ｙ_d，０，１〕^T
として検出される。なお、〔〕^Tは転置行列を表す。力
センサ５８の検出信号はマイクロコンピュータ５５に送
出され、アーム体４０が受ける反力の絶対値Ｆが、

【数１】 Ｆ＝（Ｆｘ²＋Ｆｙ²)^1/2 (１） としてマイクロコンピュータ５５で常時演算される。

【００２４】このようにしてマイクロコンピュータ５５
で演算されている反力の絶対値Ｆは、予めマイクロコン
ピュータ５５のメモリに格納されているアーム体４０の
耐荷重Ｆ_１ｉｍと比較され、Ｆ＜Ｆ_1imであればアーム
体４０の姿勢を任意に変更させて吊り荷を目標位置へ位
置決めすることができる。マイクロコンピュータ５５が
Ｆ≧Ｆ_1imと判定すると、マイクロコンピュータ５５は
コントロールバルブ５７ａ〜５７ｆに停止信号を供給し
てコントロールバルブ５７ａ〜５７ｆを閉じ、アーム体
４０の動作をいったん止める。

【００２５】マイクロコンピュータ５５は、位置決め用
ロボットＲＢ自身の下部車体３１の方位Ａ_ZRも読み込
み、メモリに格納されているクレーンＣＲの方位Ａ_ZCと
この位置決め用ロボットＲＢの方位Ａ_ZRとに基づいて、
クレーンＣＲと位置決め用ロボットＲＢとの相対位置関
係を演算して求め、アーム体４０に作用する反力Ｆの方
向を、位置決め用ロボットＲＢの上部車体の座標系
（ｘ，ｙ，ｚ）からクレーンＣＲの上部旋回体の座標系
（ｘ’，ｙ’，ｚ’）に変換する演算を実行する。

【００２６】ここで、このような座標変換について詳述
する。図７に示すように、位置決め用ロボットＲＢの上
部車体の座標系（ｘ，ｙ，ｚ）に対して、クレーンＣＲ
の上部旋回体の座標系（ｘ’，ｙ’，ｚ’）は（ｘ，
ｙ，ｚ）をベクトルａｉ＋ｂｊ＋ｃｋだけ並進させ、ｚ
軸回りにθだけ回転させた座標であるとする。ｘ’は、
クレーンＣＲのブームを水平面に投影した方向であり、
ブームの支点を（ｘ’，ｙ’，ｚ’）の原点とする。吊
り荷がアーム体４０から受ける力の方向〔ｘ_d，ｙ_d，
０，１〕^TをクレーンＣＲの上部旋回体の座標系方向
〔ｘ_d'，ｙ_d'，０，１〕^Tで表すと、

【数２】 のようになる。この式(２)から、クレーンＣＲの上部旋
回体の座標系で表される変換後の力Ｆの方向は、クレー
ンＣＲと位置決め用ロボットＲＢとの間の距離に無関係
であることがわかる。

【００２７】位置決め用ロボットＲＢのマイクロコンピ
ュータ５５に予め格納されているワイヤロープの長さＬ
_W、ロードセル２５で検出されている吊り荷の重量Ｍ_LO
およびアーム体４０の耐荷重Ｆ_1imに基づいて、マイク
ロコンピュータ５５は、吊り荷の移動量の絶対値Ｔ_Mを
次式から求める。

【数３】Ｔ_M＝（Ｌ_W×Ｆ_1im）／Ｍ_LO (３)

【００２８】次に、吊り荷がアーム体４０から受ける力
の方向〔ｘ_d，ｙ_d，０，１〕^Tと吊り荷の移動量の絶対
値Ｔ_Mに基づいて、マイクロコンピュータ５５は、クレ
ーンＣＲのｘ’，ｙ’方向の移動量ｄｘ、ｄｙを次式
（４），（５）から求める。

【数４】 Ｔ_M＝（ｄｘ²＋ｄｙ²)^1/2 (４) ｙ_d’／ｘ_d’＝ｄｙ／ｄｘ （５） ただし、ｄｘとｘ_d’およびｄｙとｙ_d’はそれぞれ同じ
符号

【００２９】さらに、ブーム長Ｌ_B、ブーム角度θ_B、ク
レーンＣＲのｘ’，ｙ’方向の移動量ｄｘ，ｄｙに基づ
いて、マイクロコンピュータ５５は、次式（６），
（７），（８）からクレーンＣＲの旋回角度ｄθ、ブー
ム角度変化量ｄθ_Bおよびワイヤロープの調整量ｄＬ_Wを
それぞれ求める。

【数５】 ｄθ＝tan^-1｛ｄｙ／（Ｂcosθ_B＋ｄｘ）｝ （６）

【数６】 ｄθ_B＝θ_B'−θ_B （７） ここで、θ_B’は、

【数７】

【数８】 ｄＬ_W＝Ｂsinθ_B'−Ｂsinθ_B （９）

【００３０】このように求められたクレーンＣＲの旋回
角度ｄθ、ブーム角度変化量ｄθ_Bおよびワイヤロープ
の調整量ｄＬ_Wは、位置決め用ロボットＲＢの送受信機
６１から送受信アンテナ６０を介してクレーンＣＲに送
信される。クレーンＣＲ側では、これらの情報を送受信
アンテナ２６を介して受信機２７で受信し、マイクロコ
ンピュータ８のメモリに格納する。

【００３１】これらのデータをいったんメモリに格納し
た後、マイクロコンピュータ８はこれらのデータに基づ
いて、電磁弁コントローラ９を経てコントロールバルブ
１０ａ〜１０ｅを切換制御する。クレーンＣＲの上部旋
回体はｄθだけ旋回し、ブーム角度はｄθ_Bだけ変更さ
れ、ワイヤロープ長Ｌ_WはｄＬ_Wだけ繰り出しまたは繰込
まれ、吊り荷は目標位置に向けて移動する。

【００３２】クレーンＣＲによる吊り荷の移動が完了し
たら（このとき、反力はほぼゼロとなる）、再び位置決
め用ロボットＲＢをその操作レバー５４の操作により操
縦してアーム体４０で吊り荷を目標位置へ向けて移動す
る。そして、アーム体４０に作用する反力が上述した耐
荷重Ｆ_1imを越えたら、上述したようにしてクレーンＣ
Ｒで吊り荷を目標位置へ向けて移動させるといった操作
を繰返すことにより、吊り荷を目標位置に設定する。

【００３３】以上説明したような位置決め用ロボットＲ
ＢとクレーンＣＲとの協調制御は図８および図９のフロ
ーチャートで示されるプログラムで実行可能である。図
８により、まず、クレーンＣＲ側のマイクロコンピュー
タ８で実行されるプログラムのフローチャートを説明す
る。クレーンＣＲのオペレータが運転席の協調モード選
択スイッチ２９をオン操作すると図８のプログラムが開
始される。ステップＳ１で送信スイッチ２８がオンか否
かを判定しオンならばステップＳ２に進み、ブーム長Ｌ
_B，ブーム角度θ_B，ブーム先端から吊り荷までのワイヤ
ロープの長さＬ_W，吊り荷の重量Ｍ_Loおよび下部走行体
の方位Ａ_ZCを送信する。ステップＳ３では、位置決め用
ロボットＲＢで演算されて送信されるクレーンＣＲの旋
回角度ｄθ，ブーム角度変化量ｄθ_Bおよびワイヤロー
プの調整量ｄＬ_Wを受信したか否かを判定する。

【００３４】受信したと判定されるとステップＳ４に進
み、ブーム俯仰油圧モータ、旋回油圧モータ、巻上げ油
圧モータを駆動する。ステップＳ５では、回転角センサ
２１，旋回角センサ２２，およびブーム角センサ２３か
らの検出信号を読み込み、ステップＳ６において、受信
したクレーン旋回角度ｄθ、ブーム角度変化量ｄθ_Bお
よびワイヤロープの調整量ｄＬ_Wだけそれぞれ動いたと
判定されるまで、各油圧モータを駆動する。ステップＳ
６が肯定されると、ステップＳ７で移動完了信号を位置
決め用ロボットＲＢに送信してステップＳ２に戻る。

【００３５】次に図９により、位置決め用ロボットＲＢ
側のマイクロコンピュータ５５で実行されるプログラム
のフローチャートを説明する。位置決め用ロボットＲＢ
に設置されているロボット選択スイッチ６２がオン操作
されると図９に示すプログラムが実行される。まず、ス
テップＳ２１において、位置決め用ロボットＲＢの耐荷
重Ｆ_1imをマイクロコンピュータ５５に格納し、ステッ
プＳ２２でクレーンＣＲからの信号、すなわち、ブーム
長Ｌ_B、ブーム角度θ_B、ブーム先端から吊り荷までのワ
イヤロープの長さＬ_W、吊り荷の重量Ｍ_Lo、およびクレ
ーン下部走行体の方位Ａ_ZCが受信されたかを判定する。

【００３６】クレーンＣＲからこれらのデータが受信さ
れたと判定されるとステップＳ２３に進み、受信したデ
ータをマイクロコンピュータ５５に格納する。ステップ
Ｓ２４では、位置決め用ロボットＲＢが吊り荷を押動す
る際にアーム体４０に作用する反力を力センサ５８で検
出し、ｘ方向およびｙ方向成分の荷重Ｆｘ，Ｆｙとして
読み込む。次いで、ステップＳ２４に進み、Ｆｘ²＋Ｆ
ｙ²＞Ｆ_1im ²を判定することにより、アーム体４０に作
用する反力が予め定めた耐荷重Ｆ_1imを越えるか否かを
判定し、否定される時はステップＳ２６に進み、肯定さ
れるとステップＳ２７に進む。

【００３７】ステップＳ２６では、位置決め用ロボット
ＲＢにより吊り荷を目標位置に設定できたことを示す設
定完了信号が出力されているかを判定し、否定される時
は目標位置に設定されていないから、ステップＳ２４に
戻ってｘ方向およびｙ方向の力の成分を検出する。ステ
ップＳ２４〜２６を繰返す間、オペレータは操作レバー
５４によりアーム体４０を駆動して吊り荷をロボットＲ
Ｂで目標位置へ押動することができる。ステップＳ２６
が肯定されるとプログラムを終了する。

【００３８】なお、位置決め用ロボットのオペレータが
目視により吊り荷を目標位置に設定できたと判定したと
きに、設定完了スイッチ６３を操作すると上記設定完了
信号が出力される。ここで、アーム体４０の姿勢と位置
決め用ロボットの座標を求める手段があれば、予め吊り
荷の目標座標を入力しておき、吊り荷が目標位置に設定
されたことを建設ロボットが判定して設定完了信号を出
力するように構成することができる。

【００３９】アーム体４０の反力が耐荷重Ｆ_1imを越え
ている時はステップＳ２７でロボットＲＢの動きを禁止
する。これは、マイクロコンピュータ５５から電磁弁コ
ントローラ５６を経てコントロールバルブ５７ａ〜５７
ｈの切換え動作を全て禁止することで実現できる。次
に、ステップＳ２８〜ステップＳ３１において、上述し
た式（１）〜（９）を演算してクレーン旋回角度ｄθ、
ブーム角度変化量ｄθ_Bおよびワイヤロープの調整量ｄ
Ｌ_Wを求め、ステップＳ３２でこのデータをクレーンＣ
Ｒに送信する。

【００４０】そして、ステップＳ３３で移動完了信号を
受信したことが判定されるとステップＳ３４に進み、吊
り荷の位置は目標位置か否かを判定し、肯定されるとこ
のプログラムを終了し、否定されるとステップＳ２２に
戻る。ステップＳ３４の判定も、上述したように、位置
決め用ロボットのオペレータが目視で吊り荷の位置を判
定して設定完了スイッチ６３を操作することにより出力
される設定完了信号に基づいてすることができる。吊り
荷の位置を算出できれば、予め入力した目標座標との比
較から設定完了か否かを判定できる。

【００４１】以上の構成の位置決め装置によれば、位置
決め用ロボットで吊り荷が押切れないときに、位置決め
用ロボットが荷を押動する方向と押動可能な距離を求
め、この押動方向をクレーン上部旋回体の方向に座標変
換した上でクレーンの各動作量を演算して、クレーンを
旋回させたり、ブームを俯仰させたり、巻上げワイヤロ
ープを繰込み繰り出したりして、位置決め用ロボットが
荷を押動する方向に吊り荷を移動させるようにしたか
ら、従来は不可欠であった吊り荷側の作業員からの合図
でクレーンのオペレータがクレーンを手動で操作する必
要がなく、作業効率と安全性が向上する。

【００４２】位置決め用ロボットは、吊り荷を把持する
ことなく単に押動するだけであるから、吊り荷を把持す
る従来例の場合、ハンドリングアームで吊り荷の位置を
調整仕切れないときに吊り荷をいったん解放してクレー
ンで位置調整する作業が不可欠であったが、本実施例の
位置決め用ロボットでは吊り荷を把持仕直す必要がなく
作業効率が向上する。また、手先効果器の吊り荷押動面
には鉛直方向に回転するローラが設けられているから、
吊り荷を押動したまま鉛直方向に吊り荷を滑動させるこ
とができ、手先効果器の耐久性を損うことがない。この
場合、ローラに代えて３６０度全周方向に回転するボー
ルを使用すれば、手先効果器の耐久性を損わずに、吊り
荷を押動させたままクレーンで吊り荷を鉛直方向のみな
らず任意の方向に位置調整することができる。

【００４３】クレーンと位置決め用ロボットの双方に方
位センサを設け、各方位に基づいてクレーンと位置決め
用ロボットの相対位置関係を演算するようにしたから、
クレーンと位置決め用ロボットの水平面内の座標位置を
求めることなく、位置決め用ロボットによる吊り荷の押
動方向をクレーン上部旋回体の座標系に簡単に変換する
ことができる。したがって、両者の位置座標を計測する
システムが不要で構成が簡素化されて低コストな装置を
提供できる。

【００４４】図１０および図１１は位置決め用ロボット
の変形例を示す図である。図１０（ａ）の位置決め用ロ
ボットＲＢは、アクチュエータ７１で回転する回転板
（上部車体３２）７２にコ字状のアーム７３をピン結合
し、アーム７３の先端に手先効果器７４を接続したもの
である。図１０（ｂ）の位置決め用ロボットＲＢは、
（ａ）のアーム７３先端に伸縮シリンダ７５を介して手
先効果器７４を設けたものである。

【００４５】図１０（ｃ）の位置決め用ロボットＲＢ
は、（ａ）のアームを２分割開閉アーム７３ａ，７３ｂ
とし、アーム７３ｂをシリンダ７６で開閉するようにし
たものである。図１０（ｄ）の位置決め用ロボットＲＢ
は、（ｃ）のアーム７３ｂ先端に伸縮シリンダ７５を介
して手先効果器７４を設けたものである。

【００４６】図１１（ａ）の位置決め用ロボットＲＢ
は、アクチュエータ１７１で回転する回転板（上部車体
３）１７２に一対の第１のアーム１７３ａをピン結合
し、第１のアーム１７３ａの先端に第２のアーム１７３
ｂを開閉可能にピン結合し、第１および第２のアーム１
７３ａ，１７３ｂの間に開閉シリンダ１７６を介設さ
せ、さらに、第２のアーム１７３ｂの先端に手先効果器
１７４を接続したものである。図１１（ｂ）の位置決め
用ロボットＲＢは、（ａ）の第２のアーム１７３ｂの先
端に伸縮シリンダ１７５を介して手先効果器１７４を設
けたものである。

【００４７】図１１（ｃ）の位置決め用ロボットＲＢ
は、（ａ）のアームの一方を一体型アーム２７３とした
ものである。図１１（ｄ）の位置決め用ロボットＲＢ
は、（ｃ）の一体型アーム２７３と第２のアーム１７３
ｂの先端に伸縮シリンダ１７５を介して手先効果器１７
４を設けたものである。

【００４８】以上の実施例では、ロボットから送信され
た移動情報にしたがってクレーンにより吊り荷を移動す
るとき、ロボットに作用する反力が所定の割合で円滑に
減少することを前提として説明した。しかしながら、ロ
ボットとクレーンとの通信不良やクレーンの動作不良な
どに起因して、クレーンによる吊り荷の動きが理想的な
経路を逸脱し、ロボットに不所望な力が作用するおそれ
がある。そこで、クレーンによる吊り荷の動きをモニタ
し、吊り荷の動きが異常であればクレーンを停止させる
ようにした別実施例を図１２〜図１７により説明する。

【００４９】図５および図１２において、６４は、ロボ
ットが受ける反力の大きさと方向を表示する表示装置で
あり、ロボットＲＢに設けられている。この表示装置６
４は例えば液晶表示器で構成でき、図１２（ａ）に示す
ように、反力の大きさを示すＸおよびＹ方向の目盛軸６
４ａ，６４ｂと、反力の大きさに応じた長さと反力の方
向に応じた方向に向けられる反力をベクトル表示する矢
印６４ｃと、反力が耐荷重を越える領域を危険領域とし
て表示する環状危険領域表示部６４ｄと、耐荷重Ｆ_1im
を数値表示する表示部６４ｅと、ｘ，ｙ方向の力Ｆｘ，
Ｆｙおよびその合力Ｆを数値表示する表示部６４ｆとを
備える。

【００５０】図１３および図１４によりこの実施例の動
作を説明する。なお、図１３と図１４はそれぞれ図８お
よび図９に対応し、以下では相違点を中心に説明する。
図１４のステップＳ２４で検出されたｘ，ｙ方向の力Ｆ
ｘ，Ｆｙとこれらの力Ｆｘ，Ｆｙから式（１）にしたが
って算出された反力の絶対値Ｆとは、ステップＳ３５に
おいて、表示部６４ｆに数値として表示され、予め設定
されている耐荷重Ｆ_1imは表示部６４ｅに表示される。
さらに、反力Ｆが矢印６４ｃとしてベクトル表示され
る。このベクトル表示により、操作者はロボットに作用
する反力の大きさと方向を表示装置６４を一瞥しただけ
で認識できる。

【００５１】ロボットに作用する反力が耐荷重Ｆ_1imを
越え、ロボットからクレーンに吊り荷の移動情報を送信
すると、クレーンは図１３のステップＳ４でロボットの
反力がゼロになるように吊り荷を移動する。ロボットは
図１４のステップＳ３６において、クレーンによる吊り
荷の移動経路を算出し、ステップＳ３３でクレーンから
の移動完了信号の受信が判定されるまで、ステップＳ３
７において、吊り荷の動きが正常か異常かを判定し、異
常であればステップＳ３８に進んでクレーンに停止信号
を送信する。クレーンは、図１３のステップＳ８でロボ
ットからの停止信号が受信されたかを判定し、受信した
ときはステップＳ９で、旋回，巻上げ，ブーム俯仰をそ
れぞれ停止するように各電磁弁を操作する。

【００５２】図１５〜図１７にしたがって吊り荷の移動
経路が正常か異常かの判定方法について説明する。図１
５は表示装置６４上の目盛軸Ｆｘ，Ｆｙで表わされる座
標系を示す。ここで、力センサによって検出される力の
絶対値がＦ_1imに達したときの力を（Ｆｘ’，Ｆｙ’）
とすると、座標（Ｆｘ’，Ｆｙ’）と原点を結ぶ直線Ｃ
₀は以下の式（１０）により表わされる。

【数９】 Ｆｙ＝（Ｆｙ’／Ｆｘ’）Ｆｘ （１０）

【００５３】ロボットの反力がゼロになるようにクレー
ンが正常に吊り荷を移動させれば、反力はこの直線Ｃ₀
に沿って蛇行しながら減少するはずである。そこで、許
容できる蛇行による領域を予め定め、反力ベクトルＦが
その領域から外れたら異常と判定するように決める。許
容できる蛇行を（１０）式の直線Ｃ₀を±θ度傾けた範
囲内に制限すると、正常範囲は次式（１１），（１２）
で規定される直線Ｃ₁，Ｃ₂で囲まれる領域である。

【数１０】

【数１１】

【００５４】ロボットは吊り荷を押す機能しかないから
ｙ方向の反力Ｆｙ’は必ず負であり、ｘ方向およびｙ方
向の力の正負により次の３通りに場合分けができる。 Ｆｘ’＞０かつＦｙ’＜０ Ｆｘ’＜０かつＦｙ’＜０ Ｆｘ’＝０かつＦｙ’＜０

【００５５】の場合、クレーンが協調動作を行なって
いるときに力センサで検出される荷重を（Ｆｘ₁，Ｆ
ｙ₂）とすると、次式（１３）が満足するとき図１６
（ａ）のハッチングの領域内で反力が減少し、吊り荷は
正常に移動しているとする。

【数１２】

【００５６】の場合も同様に、式（１３）が満足する
とき図１６（ｂ）のハッチングの領域内で反力が減少
し、吊り荷は正常に移動しているとする。したがって、
Ｆｘ＞０の場合も、Ｆｘ＜０の場合も、式（１３）を吊
り荷の動きの判別式として利用できる。

【００５７】一方、の場合、クレーンが協調動作を行
なっているときに力センサで検出される荷重を（Ｆ
ｘ₁，Ｆｙ₁）とすると、次式（１４）が満足するとき図
１６（ｃ）のハッチングの領域内で反力が減少し、吊り
荷は正常に移動しているとする。

【数１３】 tanθ・Ｆｙ₁≦Ｆｘ₁≦−tanθ・Ｆｙ₁ （１４）

【００５８】以上から、吊り荷の移動経路が正常か以上
かを判定する判別式として、力センサによって検出され
る力の絶対値がＦ_1imに達したときのｘ方向の力Ｆｘ’
がゼロかそれ以外かに応じて下記またはを利用でき
る。 ｘ方向の力Ｆｘ’≠０ならば、 上記（１３）式が成立し、かつ、 （Ｆｘ₁ ²＋Ｆｙ₁ ²)^1/2＜Ｆ_1im ｘ方向の力Ｆｘ’＝０ならば、 上記（１４）式が成立し、かつ、 （Ｆｘ₁ ²＋Ｆｙ₁ ²)^1/2＜Ｆ_1im

【００５９】図１７により具体的に説明する。力センサ
によって検出される力の絶対値がＦ_1imに達したときの
ｘ方向の力Ｆｘ’を−２００ｋｇｆ、ｙ方向の力Ｆｙ’
を−４００ｋｇｆとすると、（Ｆｘ’，Ｆｙ’）と原点
を結ぶ直線Ｃ₀の式は、

【数１４】 Ｆｙ＝（−４００／−２００）Ｆｘ＝２Ｆｘ （１５） （１５）式の直線の回りに±２０度の範囲で設定される
領域を蛇行許容領域とすると、（１５）式に対して＋２
０度の直線は、

【数１５】 Ｆｙ＝{(sin20゜＋2cos20゜)/(cos20゜-2sin20゜)}Ｆｘ≒8.7Ｆｘ （１６） 一方、（１５）式に対して−２０度の直線は、

【数１６】 Ｆｙ＝{(-sin20゜+2cos20゜)/(cos20゜+2sin20゜)}Ｆｘ≒0.9Ｆｘ （１７）

【００６０】したがって、クレーンが協調動作するとき
の力センサで検出されるｘおよびｙ方向の力を（Ｆ
ｘ₁，Ｆｙ₁）とすれば、Ｆｘ’≠０なので、条件判別式
は、

【数１７】 （１／0.9）Ｆｙ₁≦Ｆｘ₁≦（１／8.7）Ｆｙ₁ （１８） かつ、

【数１８】 （Ｆｘ₁ ²＋Ｆｙ₁ ²)^1/2＜Ｆ_1im＝{(-200)²＋(-400)²｝^1/2=447kgf （１９） となる。

【００６１】図１７のＡ点（−１００，−３００）は、

【数１９】 （-300／0.9）＜-100＜（-300／8.7） （２０） かつ、

【数２０】 {(-100)²＋(-300)²｝^1/2＜447kgf （２１） であるから、許容蛇行領域に含まれる。図１７のＢ点
（−３００，−２００）は、

【数２１】 （-200／0.9）＞ -300 ＞（-200／8.7） （２１） であるから、許容蛇行領域から逸脱する。図１７のＣ点
（−１５０，−５００）は、一方の条件判別式（１８）
は下記のように満足するが、

【数２２】 （-500／0.9）＜-150＜（-500／8.7） （２２） 他方の条件判別式（１９）は下記のように成立しない。 {(-150)²＋(-500)²｝^1/2＞447kgf （２３） したがって、以上のＡ〜Ｃ点のうち、Ｂ，Ｃ点の場合
は、ロボットはクレーンに停止信号を出力し、クレーン
は吊り荷の移動を停止する。

【００６２】本発明は以上の実施例に限定されず次のよ
うに変形することができる。 （１）クレーンと位置決め用ロボットの位置座標を検出
する装置を用い、各座標位置から押動方向の変換を行な
うようにしてもよい。 （２）位置決め用ボットのアーム体は水平面内で回動す
るように構成したが、鉛直方向にも移動可能に構成すれ
ば、吊り荷の位置調整の自由度がさらに増す。 （３）クレーンの押動方向の演算とクレーンによる動作
量の演算をロボット側のマイクロコンピュータ５５で行
なうようにしたが、力センサ５８で検出した反力をクレ
ーン側に送信してクレーン側のマイクロコンピュータ８
で演算するようにしてもよい。 （４）力センサを用いて反力を検出するようにしたが、
シリンダに作用する圧力を検出して反力を求めてもよ
い。 （５）耐荷重Ｆ_1imを一定値にしたが、アーム体４０の
姿勢に応じた耐荷重とすれば、さらにきめ細かな制御が
できる。 （６）以上では、自走式クレーンについて説明したが、
天井クレーン、埠頭クレーム、ガントリクレーン、固定
設置クレーンなど、ワイヤロープで吊り下げた荷をｘ，
ｙ，ｚ方向に移動できるクレーンのあらゆるものに本発
明を適用できる。 （７）表示装置６４の構成も実施例に限定されず、危険
領域６４ｄを表示する代りに、反力が耐荷重を越えると
鳴動するブザーを用いてもよく、危険領域表示と警報ブ
ザーをともに設けてもよい。

【００６３】以上の実施例の構成において、位置決め用
ロボットの下部車体３１が自走式車両本体を、手先効果
器４６に設けられたローラ４６ａがすべり手段を、力セ
ンサ５８が反力検出手段を、マイクロコンピュータ５５
が判定手段と方向演算手段と動作量演算手段と変換手段
と指示手段と領域設定手段と領域判定手段と異常判定停
止手段を、旋回油圧モータとブーム俯仰油圧モータと巻
上げ油圧モータと走行油圧モータが駆動制御手段を、方
位センサ２４と５９が方位検出手段をそれぞれ構成す
る。また、耐荷重が最大押動力に、吊り荷移動量の絶対
値Ｔ_Mが押動距離に相当する。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜３の発明
によれば、吊り荷を任意の方向に押動して位置調整がで
きるようにしたので、吊り荷の移動方向の自由度が増
し、従来人手に頼らざるを得なかった吊り荷の位置決め
作業が可能となる他、従来のような吊り荷を把持してＸ
−Ｙ方向にのみ位置決めする方式に比べて作業効率が向
上する。請求項４，９の発明によれば、吊り荷の反力の
大きさとその方向が表示手段で表示されるから、ロボッ
トが吊り荷をどの方向に押動しようとしているか、ある
いは、クレーンが吊り荷をどの方向に移動しようとして
いるのかが容易にわかる。請求項５〜８の発明によれ
ば、位置決め用ロボットで吊り荷を押切れないときにそ
の押動方向を作業機側の方向に変換し、作業機本体によ
り吊り荷をロボット押動方向に移動させるようにしたの
で、従来のような吊り荷側に配置していた合図マンが不
要となり、正確な位置決めが効率よく行なえる。請求項
１０〜１３の発明によれば、クレーンによる吊り荷の移
動が異常であるとき、クレーンを停止するようにしたの
で、クレーンとロボット間での送信不良などにより吊り
荷が不所望な方向に移動され、ロボットに無理な力が働
くことが防止される。請求項１４の発明によれば、２つ
の移動体の位置関係を互いの方位の差から求めるように
したので、両者の位置座標を計測することなく、２つの
移動体の位置関係を低コストな装置で測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による吊り荷の位置決め装置の一実施例
を示す図

【図２】クレーンの油圧回路と制御回路のブロック図

【図３】位置決め用ロボットの一例を示す平面図

【図４】図３のロボットの手先効果器の先端を示す図

【図５】位置決め用ロボットの油圧回路と制御回路のブ
ロック図

【図６】クレーンと位置決め用ロボットの位置関係を説
明する図

【図７】クレーンと位置決め用ロボットの位置関係を説
明する図

【図８】クレーンのマイクロコンピュータで実行される
処理手順のフローチャート

【図９】ロボットのマイクロコンピュータで実行される
処理手順のフローチャート

【図１０】位置決め用ロボットのアーム体の変形例を示
す図

【図１１】位置決め用ロボットのアーム体の変形例を示
す図

【図１２】別実施例による表示装置を示す図

【図１３】図８に相当する別実施例のクレーンの手順を
示すフローチャート

【図１４】図９に相当する別実施例のロボットの手順を
示すフローチャート

【図１５】吊り荷の移動経路の表示例を示す図

【図１６】吊り荷の許容蛇行領域を示す図

【図１７】吊り荷の移動経路の正常例と異常例をそれぞ
れ示す図

【符号の説明】

３Ｌ，３Ｒ 走行油圧モータ ４ 旋回油圧モータ ５ ブーム俯仰油圧モータ ６ 巻上げ油圧モータ ８ マイクロコンピュータ １０ａ〜１０ｅ コントロールバルブ ２１ 回転センサ ２２ 旋回角センサ ２３ ブーム角センサ ２４ 方位センサ ２５ ロードセル ２９ 協調モード選択スイッチ ３４，４３，４４，４５ アーム体のアクチュエータ ４０ アーム体 ４６ 手先効果器 ４６ａ ローラ ５５ マイクロコンピュータ ５８ 力センサ ５９ 方位センサ ６２ 選択スイッチ ６３ 設定完了スイッチ ６４ 表示装置

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自走式車両本体と、 前記自走式車両本体に取り付けられ、吊り荷を少なくと
   も水平面内の任意の方向に押動するようにその姿勢が変
   更でき、先端に手先効果器を有するアーム体と、 前記アーム体を駆動する駆動手段とを具備することを特
   徴とする位置決め用ロボット。
2. 【請求項２】 請求項１の位置決め用ロボットにおい
   て、 前記手先効果器の先端面には吊り荷の鉛直方向の動きを
   円滑にさせるすべり手段が設けられていることを特徴と
   する位置決め用ロボット。
3. 【請求項３】 請求項１の位置決め用ロボットにおい
   て、前記アーム体が前記吊り荷を押動するときに受ける
   反力を検出する反力検出手段と、 検出された反力に基づいて、前記アーム体で前記吊り荷
   の位置を変更できるかできないかを判定する判定手段と
   を具備することを特徴とする位置決め用ロボット。
4. 【請求項４】 請求項３のロボットにおいて、前記反力
   検出手段で検出される反力の大きさとこの反力にしたが
   って演算される吊り荷の移動方向とを表示する表示手段
   を具備することを特徴とする位置決めロボット。
5. 【請求項５】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロ
   ープで荷役作業を行なうクレーンと、 このクレーンで吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動
   するロボットと、 前記吊り荷を押動するときに前記ロボットが受ける反力
   を検出する反力検出手段と、 検出された反力にしたがって、前記吊り荷が押動されて
   いる方向を演算する方向演算手段と、 この方向演算手段で演算された方向へ吊り荷を移動させ
   るための前記クレーンの動作量を演算する動作量演算手
   段と、 演算された動作量で前記クレーンを駆動する駆動制御手
   段とを具備することを特徴とする吊り荷の位置決め装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５の位置決め装置において、 前記検出された反力に基づいて、前記ロボットが吊り荷
   を押切れるか否かを判定する判定手段と、 この判定手段で吊り荷を押切れないことが判定されると
   き、前記駆動制御手段で前記クレーンを駆動するように
   指示する指示手段とを具備することを特徴とする吊り荷
   の位置決め装置。
7. 【請求項７】 請求項５または６の位置決め装置におい
   て、 前記クレーンとロボットにそれぞれ方位検出手段を備
   え、 前記方向演算手段は、前記各方位検出手段で検出した前
   記クレーンとロボットの各検出方位の差に基づいて、前
   記算出された吊り荷の押動方向をクレーンの吊り荷移動
   方向に変換する変換手段で構成されることを特徴とする
   吊り荷の位置決め装置。
8. 【請求項８】 請求項５〜７のいずれかに記載の位置決
   め装置において、 前記動作量演算手段は、ロボットの最大押動力と吊り荷
   の重量と吊り荷が吊り下げられているワイヤロープ長と
   に基づいて、荷を押動できる距離を演算する手段と、 前記演算された押動方向と押動距離とに基づいて、クレ
   ーンで吊り荷を移動するためのクレーン各部の動作量を
   演算する手段とで構成されていることを特徴とする位置
   決め装置。
9. 【請求項９】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロ
   ープで荷役作業を行なうクレーンと、 このクレーンで吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動
   するロボットと、 前記吊り荷を押動するときに前記ロボットが受ける反力
   を検出する反力検出手段と、 検出された反力にしたがって、前記吊り荷が押動されて
   いる方向を演算する方向演算手段と、 この方向演算手段で演算された方向へ吊り荷を移動させ
   るための前記クレーンの動作量を演算する動作量演算手
   段と、 演算された動作量で前記クレーンを駆動する駆動制御手
   段と、 前記反力検出手段で検出される反力の大きさとこの反力
   にしたがって演算される吊り荷の移動方向とを表示する
   表示手段とを具備することを特徴とする吊り荷の位置決
   め装置。
10. 【請求項１０】 請求項９の装置において、 前記検出された反力に基づいて、前記ロボットが吊り荷
    を押切れるか否かを判定する判定手段と、 この判定手段で吊り荷を押切れないことが判定されると
    き、前記駆動制御手段で前記クレーンを駆動するように
    指示する指示手段と、 前記判定手段によって吊り荷を押切れないと判定された
    ときの反力の方向を基準とした吊り荷蛇行許容領域を設
    定する領域設定手段と、 前記クレーンで吊り荷を移動するときに、前記反力検出
    手段で検出される反力の方向が前記許容領域内か否かを
    判定する領域判定手段と、 この領域判定手段により、前記反力検出手段で検出され
    る反力の方向が前記許容領域から外れていると判定され
    たときに、前記クレーンによる吊り荷の移動を停止させ
    る停止手段とを具備することを特徴とする吊り荷の位置
    決め装置。
11. 【請求項１１】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤ
    ロープで荷役作業を行なうクレーンと、 このクレーンで吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動
    するロボットと、 前記吊り荷を押動するときに前記ロボットが受ける反力
    を検出する反力検出手段と、 検出された反力にしたがって、前記吊り荷が押動されて
    いる方向を演算する方向演算手段と、 この方向演算手段で演算された方向へ吊り荷を移動させ
    るための前記クレーンの動作量を演算する動作量演算手
    段と、 演算された動作量で前記クレーンを駆動する駆動制御手
    段と、 前記クレーンによる吊り荷の移動が正常か異常かを判定
    し、異常判定時にクレーンによる吊り荷の移動を停止さ
    せる異常判定停止手段とを具備することを特徴とする吊
    り荷の位置決め装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１の位置決め装置において、
    前記異常判定停止手段は、前記検出された反力に基づい
    て演算された前記吊り荷の移動経路が異常か正常かを判
    定する手段を含むことを特徴とする位置決め装置。
13. 【請求項１３】 請求項１１の位置決め装置において、
    前記異常判定停止手段は、前記検出された反力の大きさ
    がが異常か正常かを判定する手段を含むことを特徴とす
    る位置決め装置。
14. 【請求項１４】 ２つの移動体の相互の位置関係を認識
    する装置において、 前記各移動体に設けられた方位検出手段と、 各方位検出手段からの検出結果に基づいて、前記各移動
    体の方位の差を求め、両移動体の位置関係を演算する演
    算手段とを具備することを特徴とする相互位置検出装
    置。