JPH0761800A - 補力装置により空中に支持された荷重を移動させるための操作方法及びそのための操作部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 空中に支持された、荷重の昇降、或は、水平
面内での移動，旋回のための駆動源を、前記操作感触に
よって動作させる。 【構成】 荷重を水平面内で移動させるため、昇降軸Ｚ
に平行な軸を固定基準軸Ｚ_１とし、かつ、固定基準軸Ｚ
_１を原点として水平面内にＸ軸及びＹ軸を固定基準軸Ｚ
_１の回りに設定すると共に、固定基準軸Ｚ_１上のＸ軸及
びＹ軸に直交する面に、固定基準軸Ｚ_１に作用する水平
方向の力を検出するためのセンサを設け、固定基準軸Ｚ
_１に任意の水平方向から人の力を加えると、この力の大
きさと方向を各センサにより検出し、この検出出力を処
理して、水平面内のＸ軸又はＹ軸、若しくは、Ｘ，Ｙ両
軸の移動駆動源を各センサの検出出力に比例した出力に
より制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば小型のア−ムクレ
−ン状をなすように形成された補力装置において、その
負荷部により空中に支持した荷重を作業者の操作によっ
て移動させるための操作方法、並びに、この方法を実施
するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から荷重の昇降等のために用いる補
力装置の操作部は、この補力装置における荷重の負荷部
近くに、操作部となる操作ボックス等（以下、操作ボッ
クスという）に操作のためのハンドルを設けたものが一
般的である。

【０００３】前記操作ボックスのハンドルは、例えば前
記ボックスから外部に突出させた操作杆の先端にグリッ
プを設け、このグリップを作業者が掴んで前記操作杆を
左、又は、右に回転させると、この操作杆に関連させて
設けられたポテンシオメ−タ等により、当該操作杆の回
転角が検出され、例えば、荷重昇降用の駆動源であるモ
−タを正転又は逆転させるように形成されていた。

【０００４】従来の上記操作部は、作業者がグリップを
握って操作杆を左，右いずれかに回転させることにより
荷重の昇降のみを指示する型式であるため、空中に支持
された荷重を前後動させたり、或は、該荷重を旋回させ
るには、作業者（補力装置の操作をする者）が、その人
力により、前記荷重を空中に支持している負荷部を手で
押したり、引いたりして、補力装置の姿勢変形や移動を
させ、その負荷部と荷重の移動を操作していた。

【０００５】このように、従来の補力装置は、重量のあ
る荷重を補力装置によって空中に吊下支持したあと、該
荷重の空中における平行移動は人力による手作業である
ため、空中に支持されている荷重の質量による移動慣性
や補力装置の作動抵抗を、人力によって支持したり、対
抗しなければならないこととなり、きわめて非省力，非
能率的であるという問題が指摘されていた。

【０００６】従来、上記の点に鑑み、補力装置によって
空中に支持された荷重の負荷部の水平面内での移動，旋
回を、モ−タ等の駆動力を利用して行うことができるよ
うにした補力装置が提案されるに至ったが、新設された
駆動源となるモ−タ等の操作のための操作部を、昇降専
用であった前記操作部に新たに加えて設けるとなると、
操作グリップの数が増えて操作が面倒になったり、複数
の操作グリップの夫々に付与された役割，機能に対する
感違いによって誤操作を招来したりするおそれが多く、
合理的とはいえない面があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような補力装置
の操作部の現状に鑑み、本発明は補力装置により空中に
支持された荷重を移動させたいと作業者が考えたとき、
荷重をその移動させたい方向と移動させたい速さの感覚
により操作部を操作すれば、前記の空中に支持された荷
重の昇降、或は、水平面内での移動や旋回のための駆動
源を、前記の操作感触によって動作させることができる
操作方法と、このための操作部を提供することをその課
題としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明操作方法の構成の一つは、
モ−タ等の駆動力により垂直軸上で昇降自在にして空中
に支持される荷重を、モ−タ等の駆動力により水平面内
のＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に支持するようにした補
力装置における前記荷重を水平面内で移動させるため、
前記昇降軸に平行な軸を固定基準軸とし、かつ、この基
準軸を原点として前記水平面内にＸ軸及びＹ軸を当該基
準軸の回りに設定すると共に、前記固定基準軸上のＸ軸
及びＹ軸に直交する面に、前記基準軸に作用する水平方
向の力を検出するためのセンサを設け、前記基準軸に任
意の水平方向から人の力を加えると、この力の大きさと
方向を前記各センサにより検出し、この検出出力を処理
して、前記水平面内のＸ軸又はＹ軸、若しくは、Ｘ，Ｙ
両軸の移動駆動源を前記各センサの検出出力に比例した
出力により制御することを特徴とするものであり、ま
た、この方法を実施するための操作部の構成は、モ−タ
等の駆動力により荷重を三次元空間内で移動，位置決め
可能に支持するように形成した補力装置における前記荷
重を支持する負荷部に、前記補力装置本体に連結された
垂直向きの撓み可能な軸を固定基準軸として設けると共
に、該基準軸に、その軸の回りに旋回可能にした操作部
支持体を取付け、かつ、該支持体に、前記基準軸と略直
交する向きで当該基準軸と回転可能に交叉させると共に
一端を前記支持体から突出させてその突出部にグリップ
を設けた撓み可能な操作杆を、その杆の長さ方向におい
て微小スライド又は撓み可能にして横架する一方、前記
基準軸と操作杆とにそれらの撓みを検出するセンサを取
付けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例を図に拠り説明する。図
１は本発明操作方法の概念の一例を説明するための斜視
図、図２は本発明操作方法の概念の別例を説明するため
の斜視図、図３は図１の概念による操作方法を適用した
操作部を有する補力装置の一例の構造を示す側面図、図
４は本発明操作部の一例の縦断面図、図５は制御系の一
例のブロック図である。

【００１０】まず、図１，図２により本発明操作方法の
概念について説明する。本発明方法を適用する補力装置
の一例は、図１に示すように地上に垂直に立設した支柱
Ｐと、この支柱Ｐの上に、後端を前記支柱Ｐの垂直軸
（Ｚ軸）回りに旋回のみ自在に架装した水平ア−ムA₁，
このア−ムA₁の先端側において進退自在のア−ムA₂，該
ア−ムA₂の先端に垂直軸方向に昇降のみに自在に取付け
た垂直ア−ムAzの各ア−ムから成るア−ム機構Ａと、前
記垂直ア−ムAzの下端に垂直軸回りに旋回可能に設けた
負荷部Ｂにより形成されているものとする。

【００１１】上記図１の補力装置においては、負荷部Ｂ
の昇降，ア−ムA₁の旋回，ア−ムA₂の進退，ア−ムAzの
昇降の各動作のためには、図示しないが、モ−タ等の駆
動力が用いられているものとする。このような駆動力利
用タイプの補力装置において、その負荷部Ｂは、垂直ア
−ムAzの昇降、第２ア−ムA₂の進退、第１ア−ムA₁の旋
回の各動作を個々に、又は、各動作を組合せて行うこと
により、当該負荷部Ｂを、その負荷部Ｂが支柱Ｐの回り
に描く最大可動範囲を示す円筒座標において自由に移
動，位置決めさせることができる。

【００１２】本発明は、上記負荷部Ｂの上記可動範囲に
おける各方向への移動、並びに、その移動のための速さ
を指示する操作のため、次のような構成をとった。ま
ず、本発明では、図１に示した補力装置の状態におい
て、上記Ｚ軸と平行な垂直ア−ムAzの下方の負荷部Ｂ
に、該ア−ムAzと一体の固定基準軸Z₁を設け、この基準
軸Z₁に、前記Ｘ軸と平行なX₁軸と、Ｙ軸に平行なY₁軸を
設定する。

【００１３】上記基準軸Z₁を基準にしたX₁軸，Y₁軸によ
る座標は、ア−ムA₁，A₂が支柱Ｐの上で旋回することに
より、この旋回と一体に回転するＺ軸とともにＸ軸とＹ
軸による平面座標も旋回するので、この旋回するＸ，Ｙ
軸平面座標と同位相において旋回する。つまり、ア−ム
A₁，A₂がどのような旋回角位置にあっても、Ｘ，Ｙ軸平
面座標と、X₁，Y₁軸平面座標とは、同位相の平行関係を
保持する。

【００１４】次に、本発明では、上記Z₁軸を固定基準軸
とし、これをを中心に設定したX₁軸、又は、Y₁軸の方向
に負荷部Ｂを移動させたい意思があるとき、その移動方
向に向けて負荷部Ｂを、例えば、少し手で押すことによ
る指示を出せば、X₁軸の方向は、ア−ムA₂のスライド方
向を、また、Y₁軸の方向はア−ムA₁，A₂の旋回を、直接
示すことになる。従って、本発明では、上記の各軸、つ
まり、Z₁軸、X₁軸、Y₁軸の交点、つまり、原点に関し各
軸の前，後、即ち、各軸に直交する面に、それぞれ各軸
に直交させた圧力検出センサを設け、前記いずれかの軸
の前，後に関して、負荷部Ｂに手で加えられる力を、そ
の方向と大きさが前記センサにより検出されるように
し、この検出信号を処理して前記Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の駆動
源の作動を制御するようにしたのである。

【００１５】図２は、Ｘ軸に平行に配設したガイドフレ
−ムFxに、そのＸ軸方向に移動自在であってＹ軸に平行
な桁フレ−ムFyを載架し、この桁フレ−ムFyにＹ軸方向
に移動可能な台車Ｍを載せ、この台車Ｍに、Ｚ軸方向に
昇降する垂直ア−ムAzを設け、該ア−ムAzの下部に負荷
部Ｂを設けた補力装置の別例の概念構成を示す斜視図で
ある。

【００１６】上記図２の補力装置においては、負荷部Ｂ
に設定する垂直ア−ムAzと一体の固定基準軸Z₁と、この
軸Z₁を原点としたX₁軸とY₁軸とは、桁フレ−ムFy，台車
Ｍ，垂直ア−ムAzが移動する座標の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸と
平行である。従って、図１の補力装置の負荷部Ｂにおい
て各軸Z₁，X₁，Y₁の交点である原点に関し、前記各軸
Z₁，X₁，Y₁に直交する面に設けた圧力検出センサと同様
に、図２の補力装置についても、負荷部Ｂの各軸Z₁，
X₁，Y₁，について圧力センサを設け、図２の負荷部Ｂに
対して人手により加えられる移動させたい方向とそのと
き移動させたい速さを指示する押し力（又は引き力）と
その方向とが、各軸に設けた各センサにより検出される
ようにする。図２において、ＣＦは負荷部Ｂの可動範囲
を示す直交座標である。

【００１７】本発明は、上記の図１，図２に例示した補
力装置の負荷部Ｂに対する操作方法の構成を、一例とし
て図３に示す補力装置について適用するので、次にこの
点について説明する。まず、図３の補力装置の構成は次
の通りである。図３において、１〜４は４本のリンク部
材で、これらを４箇所の枢着点P1〜P4において枢着する
ことにより、各枢着点P1〜P4が平行四辺形をなすように
形成してア−ム機構Ａを構成している。ここでは、リン
ク部材２の先端2aと、リンク部材３，４の枢着点P3と、
リンク部材１の後端1aとの３点が仮想線Ｌの線上に在る
ように各リンク部材１〜４の長さが整えられている。

【００１８】５，６は、夫々、リンク部材１，２に平行
かつ同長の副リンク部材で、枢着P1に設けた連結部材７
に一端部を枢着P5，P6している。副リンク部材５，６の
他端部5a，6aは、夫々、リンク部材１とリンク部材２の
端部1aと2aにおいて、連結リンク部材８と９により連結
され、各リンク部材１と６、同２と６が平行に保持され
ている。

【００１９】上記のア−ム機構Ａは、連結リンク部材８
により連結されたリンク部材１，５の後端部1a，5aが、
転輪10a，10aを介して垂直ガイド10に、またリンク部材
３，４の枢着点P3が転輪11aを介して水平ガイド11に、
夫々にスライド自在に支持されている。そして、上記２
つのガイド10，11がブラケット状の機筺12に設けられる
ことにより、上記ア−ム機構Ａが前記機筺12に設けら
れ、また、前記ガイド10，11に支持案内される転輪10
a，11aがガイド10，11内を転動することにより、ア−ム
機構Ａの姿勢を変形し、リンク部材２，６の先端2a，6a
を、前記仮想線Ｌを含む平面内で任意に移動させること
ができるようになっている。

【００２０】13は上記機筺12を回転自在に載架支持した
支柱、Ｂは前記リンク部材２，６の先端2a，6aにおいて
連結リンク部材９に一体連結した負荷部で、後述する操
作部14及びフックＦなどによる荷重の支持部材が取付け
られる。

【００２１】15は垂直ガイド10に支持案内される転輪10
aのガイド10内での移動を駆動するモ−タで、減速機や
巻胴（図示せず）を具備しており、該巻胴に巻取られる
チェ−ン等の索体16を、ガイド輪16aを介して前記転輪1
0aに連結し、該索体16の巻取り、繰出し動作によって、
上記転輪10aをこの垂直ガイド10内で上，下動させる。

【００２２】17は水平ガイド10に支持案内される転輪11
aの水平ガイド内での移動を駆動するモ−タで、減速機
や出力スプロケットなど（図示せず）を具備しており、
途中に転輪11aを挿入連結したチェ−ン等の索体18がガ
イド輪18aを介して前記出力スプロケット等に掛回され
ており、前記索体18がモ−タ17により正，逆方向に選択
的に走行させられることによって、転輪11aをこのガイ
ド11内で前後動させる。19は機筺12を支柱13に回転自在
に支持する回転軸12aに回転力を伝達するためのモ−タ
である。

【００２３】上記の各モ−タ15，17，19は、夫々を正
転、又は、逆転することにより、ア−ム機構Ａの姿勢変
形、つまり、負荷部Ｂの仮想線Ｌを含む垂直面内での移
動，位置決めと、この動作を、支柱13における回転軸12
aの回りにおいて行うための駆動源として作用する。従
って、リンク部材２，６の先端側に設けた負荷部Ｂにフ
ックＦ等による支持部材に荷重（図示せず）を支持さ
せ、前記各モ−タ15，17，19を選択的又は同時に駆動さ
せることによって、前記荷重を、ア−ム機構Ａが姿勢変
形可能な３次元空間内（図１の円筒座標と同じ座標で示
される可動範囲内）において、自由に持運びできる補力
装置として機能するのである。

【００２４】従来技術においては、先にも述べたよう
に、上記補力装置における各モ−タ15，17，19の回転，
停止の制御操作は、負荷部Ｂに設けた操作部14のハンド
ルやグリップ、或は、スイッチボックスのボタン等を操
作して各モ−タ15，17，19の起動，停止を操御していた
が、ハンドル等の操作方向や操作順序などの操作内容
と、ア−ム機構Ａの姿勢変形の方向や向き、或は、ア−
ム機構を支持した機筺12の支柱13上での回転との関係が
複雑であるため、スム−ズな操作をするには相当の習熟
を要するという問題があった。

【００２５】そこで、本発明では、前記各モ−タ15，1
7，19の起動，停止を操御するための操作部14を、図４
に示すように構成し、この操作部14の下方に形成される
フックＦ等の支持部材に吊下等により支持された荷重
（図示せず）を、作業者の手の感覚，感触のままの操作
感によって自由に移動させることができるようにしたも
のである。以下、図４により操作部14の構成について説
明する。

【００２６】図４の操作部14は、ここではリンク２，６
の先端に取付けられた連結リンク部材９に一体に取付け
られた下向きのカップリング状をなす負荷部Ｂの主部材
20と、この主部材20にベアリング21aを介して回転自在
に連結された箱状の操作ボックス21と該ボックス21の下
面に回転自在に取付られたフックＦとを主要部材として
構成されている。

【００２７】負荷部Ｂの主部材20の下面中心には、撓み
可能な縦向き感知杆22が固定基準軸の一例として下向き
に植設されていると共に、前記ボックス21の側面から前
記杆22に交叉する向きで撓み可能な横向き感知杆23が操
作杆の一例として設けられている。

【００２８】前記横向き感知杆23は、先端部23aが上記
ボックス21の側壁内面21aに設けたスリ−ブ24に、前後
スライド可能に収挿支持されると共に、縦向き感知杆22
との交叉部が、当該感知杆22を密に遊挿する環状交叉部
材23bに形成され、かつ、この杆23の後端（図１の左
方）がボックス21の側壁21bに明けた杆径よりも大径の
穴25から外部に突出させられている。23cはこの杆23の
後端に取付けたグリップ、26は前記感知杆23の環状交叉
部材23bと穴25の間において、当該感知杆23を横長穴26a
によって回転自在に支持したサポ−トである。

【００２９】上記構成によって、まず、グリップ23cを
握ってこのグリップ23cを上下（Ｚ軸方向）に少し変位
させると、横向き感知杆23は横長穴26aより手前（グリ
ップ23c寄り）側が穴25の径内で撓むこととなる。ま
た、前記グリップ23cを握って前後（感知杆23の軸方
向、Ｙ軸方向）に少し変位させると、この感知杆23はス
リ−ブ24と横長穴26aにガイドされてその軸方向で変位
するので、縦向き感知杆22は、前記横向き感知杆23の環
状交叉部材23bの変位によってＹ軸方向において撓む。
更に、前記グリップ23cを握って横向き感知杆23をＸ軸
方向（紙面に垂直方向）に変位させると、この変位によ
って縦向き感知杆22をＸ軸方向で撓ませることができ
る。

【００３０】従って、本発明のこの実施例においては、
Ｚ軸に平行な縦向き感知杆22においてＸ軸とＹ軸とに直
交する面（左，右面と前，後面）に、当該感知杆22の撓
みとその撓み量に比例した出力信号を生じることができ
る、例えば、歪み計や圧力センサなどによるセンサ27
X₁，27X₂、及び、28Y₁，28Y₂を設ける。これによって、
前記縦向き感知杆22のＸ軸とＹ軸方向の撓みの有無とそ
の撓みが生じたときの撓み量に比例した信号とを検出で
きる。

【００３１】一方、横向き感知杆23の上，下面の撓みが
生じる部位であってＺ軸に直交する面に、この杆23の撓
みとその撓み量に比例した信号を生じることができるセ
ンサ29Z₁，29Z₂を設ける。

【００３２】本発明では、上記各軸に関する３組のセン
サ27X₁，27X₂、28Y₁，28Y₂、29Z₁，29Z₂を、前記補力装
置における３個のモ−タ15，17，19の制御回路の制御用
信号として利用する。

【００３３】即ち、Ｘ軸のセンサ27X₁，27X₂のセンサ出
力をモ−タ19の制御回路に、また、Ｙ軸のセンサ28Y₁，
28Y₂のセンサ出力をモ−タ17の制御回路に、そして、Ｚ
軸のセンサ29Z₁，29Z₂のセンサ出力をモ−タ19の制御回
路に、夫々に利用するのである。この点を図５により説
明する。

【００３４】いま、図２又は図３のグリップ23cを握っ
て、横向き感知杆23を図１の右方へ向けて少し押したと
すると、該杆23cは図２の右方に少し変位し、感知杆22
との交叉部材23bの変位によって縦向き感知杆22に撓み
が生じる。この撓みは、ここではＹ軸のセンサ28Y₁に検
出されるものとする。また、前記感知杆23を手前（図４
の左方）に引くと、交叉部材23bの変位によって縦向き
感知杆22が手前側に撓み、その撓みがセンサ28Y₂に検出
される。

【００３５】図５に示すように、Ｙ軸センサ28Y₁，28Y₂
のいずれに信号が生じたかは、判別部30Yによって判別
され、その出力信号によって、ここではセンサ28Y₁の出
力により、次の方向設定部31Yにモ−タ17の回転方向が
正転方向に設定される。一方、センサ28Y₁の出力は、増
幅器32Yにおいて増幅され、演算処理部33Yにおいてモ−
タ17の出力のための信号に変換される。なお、この演算
処理は、適宜のサンプリングタイムにおいて逐次連続的
になされて次の制御信号形成部34Yに供給される。制御
信号形成部34Yにおいて形成されたモ−タ制御信号はサ
−ボアンプ35Yを径てモ−タ17に供給され、当該モ−タ1
7が前記センサ28Y₁の出力に比例したトルク又は速度に
より、ここでは正転させられる。

【００３６】モ−タ17の正転によって、掛回された索体
18が時計回りに走行することにより、転輪11aを、水平
ガイド11内を図２の右方へ移動させることとなる。ここ
で、モ−タ17の回転は、前記センサ28Y₁の出力に比例し
ているから、操作グリップ23cから手を離せば、横向き
感知杆23は、縦向き感知杆22の弾性により元の位置に戻
り、その撓みがなくなり、従って、モ−タ17は停止す
る。

【００３７】次に、グリップ23cを、左又は右（図１の
紙面に対し垂直方向）に変位させると、横向き感知杆23
は、その先端23aを支点とし、かつ横長孔26にガイドさ
れて水平面内で略水平動、つまりＸ軸方向で前後する。
この横向き感知杆23の上記変位動作は、環状交叉部材23
bを介して縦向き感知杆22においてＸ軸に沿った撓みに
変換される。

【００３８】縦向き感知杆23のＸ軸方向での撓みは、セ
ンサ27X₁又は27X₂に検出される。センサ27X₁又は27X₂の
信号は、図３に示すように、ア−ム機構Ａを支持した機
筺12を支柱13上で左，右に旋回させるモ−タ19の制御の
ために用いられる。

【００３９】即ち、図５の制御ブロックに於て、Ｘ軸セ
ンサ27X₁，27X₂のいずれに信号が生じているかが、判別
部30Xによって判別され、その出力信号によって方向設
定部31Xはモ−タ19の回転方向を設定する。これと同時
に前記センサ27X又は27X₂の信号は、増幅器32Xにおいて
増幅され、演算処理部33Xにおいてモ−タ19の出力のた
めの信号に変換され、制御信号形成部34Xに供給され
る。

【００４０】前記信号形成部34Xにおいて形成されるモ
−タ制御信号は、サ−ボアンプ35Xからモ−タ19に供給
されて、モ−タ19の駆動を制御する。このようにして駆
動されるモ−タ19の正転又は逆転により、ア−ム機構Ａ
を具備した機筺12を支柱13上で右又は左に自由に旋回さ
せることができる。

【００４１】一方、横向き感知杆23のグリップ23cを、
Ｚ軸方向、つまり上下に変位させると、該感知杆23はそ
の先端23aと中間部とが、ホルダ24と横長穴26aに支持さ
れていることにより、横長穴26aより手前側（グリップ2
3c寄り）のみが撓み、その撓みがＺ軸センサ29Z₁，29Z₂
に検出される。前記センサ29Z₁，29Z₂の検出信号の取り
扱いは、図５の制御ブロックに示すように、判別部30
Z，方向設定部31Z，増幅器32Z，演算部33Z，制御信号形
成部34Z，サ−ボアンプ35Zを経てサ−ボモ−タ15に供給
される点は、先に述べた他の軸のセンサ27X₁〜28Y₂の場
合と同様である。

【００４２】しかし、上記Ｚ軸センサ29Z₁，29Z₂の信号
によって制御される上記モ−タ15の作動についての説明
は、負荷部Ｂに支持された荷重をア−ム機構Ａの自重と
ともに持上げて、前記荷重を空中に保持している状態で
の作動についてのものである。従って、このモ−タ15
は、まず、荷重を地上から空中に持上げて保持し、そこ
で荷重とバランスするための出力が必要である。

【００４３】このため、本発明の実施例では、モ−タ15
にタコジェネレ−タやパルスエンコ−ダを、その作動状
態を検出するための作動センサ40Zとして設けると共
に、サ−ボアンプ35Zに、その出力を検出して帰還させ
るフィ−ドバック回路41Zを設け、このフィ−ドバック
出力を信号変換部42Zにおいてモ−タ制御信号に変換し
て演算部33Zに供給し、演算部33Zの基準値とするように
する一方、前記作動センサ40Zの検出信号を演算部33Zに
帰還させるようにしている。

【００４４】こうして、上記演算部33Zは、当初は増幅
器32Zの出力（つまり、Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂に信号
が生じる）があれば、それを条件として、例えば最大起
動力でモ−タ15を起動させる。これによりモ−タ15が起
動して作動センサ40Zから信号が供給され始めると、前
記増幅器32Zの出力と作動センサ40Zの出力との論理積条
件により、Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂の出力に比例した出
力を形成するための演算をするように予め設定されてい
る。このあと、Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂からの出力がな
くなると、これをサ−ボロック指令としＺ軸センサ29Z₁
又は29Z₂の出力がなくなるときにおけるサ−ボアンプ35
Zの出力においてサ−ボロックがかけられ、モ−タ15の
出力が一定に保持されて荷重をその位置に保持するので
ある。また、モ−タ15がこのサ−ボロック状態において
Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂から信号が出力されると、これ
をサ−ボロック解除信号とし、前記サ−ボアンプ35Zの
出力に、前記センサ29Z₁又は29Z₂からの信号に比例した
出力を加算又は減算した出力が形成されるように働くの
である。

【００４５】このため、本発明の実施例では、モ−タ15
にタコジェネレ−タやパルスエンコ−ダを、その作動状
態の検出するための作動センサ40Zとして設けると共
に、サ−ボアンプ35Zに、その出力を検出して帰還させ
るフィ−ドバック回路41Zを設け、このフィ−ドバック
出力を信号変換部42Zにおいてモ−タ制御信号に変換し
て演算部33Zに供給し、演算部33Zの基準値とするように
する一方、前記作動センサ40Zの検出信号を演算部33Zに
帰還させるようにしている。

【００４６】こうして、上記演算部33Zは、当初は増幅
器32Zの出力（つまり、Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂に信号
が生じる）があれば、それを条件として、例えば最大起
動力でモ−タ15を起動させる。これによりモ−タ15が起
動して作動センサ40Zから信号が供給され始めると、前
記増幅器32Zの出力と作動センサ40Zの出力との論理積条
件により、Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂の出力に比例した出
力を形成するための演算をするように予め設定されてい
る。このあと、Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂からの出力がな
くなると、これをサ−ボロック指令としＺ軸センサ29Z₁
又は29Z₂の出力がなくなるときにおけるサ−ボアンプ35
Zの出力においてサ−ボロックがかけられ、モ−タ15の
出力が一定に保持されて荷重をその位置に保持するので
ある。また、モ−タ15がこのサ−ボロック状態において
Ｚ軸センサ29Z₁又は29Z₂から信号が出力されると、これ
をサ−ボロック解除信号とし、前記サ−ボアンプ35Zの
出力に、前記センサ29Z₁又は29Z₂からの信号に比例した
出力を加算又は減算した出力が形成されるように働くの
である。

【００４７】このように、前記モ−タ15は、荷重等によ
る負荷を空中に保持する出力によってその出力が保持さ
れているとき、本発明操作部14のグリップ23cに加えら
れるＺ軸方向の操作意思と操作方向とを、このモ−タ15
の出力として実現させるように制御されるのである。こ
のモ−タ15に対する上記の制御手法は、モ−タ17やモ−
タ19に適用してもよい。これは、負荷部Ｂに大重量の荷
重を支持しているとき、ア−ム流れ現象等が発生するの
を未然に防ぐためなどに有効である。

【００４８】本発明操作部14は、負荷部Ｂにおいて旋回
自在であるため、ア−ム機構Ａの向きに対しグリップ23
cの位置がＸ，Ｙ軸上において旋回して入れ替わった
り、中間的な箇所に位置する場合がある。しかし、本発
明では、この場合においても、Ｘ軸センサ27X₁，27X₂と
Ｙ軸センサ28Y₁，28Y₂とが、ア−ム機構Ａと相対位置が
変化しない、つまり、絶対位置となる固定基準軸たる縦
向き感知杆22上に配置されているため、グリップ23cに
加える操作方向きは、ア−ム機構Ａの向きとの関係にお
いて当初状態のままを保持する。

【００４９】即ち、いま図４において、操作ボックス21
を平面からみて反時計方向に90度回転させると、図４で
は左側に位置しているグリップ23cが手前（操作ボック
ス21の正面側）に位置することとなる。この状態でグリ
ップ23cを押し又は引くと、つまり、横向き感知杆23を
スライド変位させると、この変位は、縦向き感知杆22の
紙面に直交する方向での撓みをもたらす。

【００５０】前記感知杆22の紙面に直交する方向での撓
みは、Ｘ軸センサ27X₁か27X₂に検出されるので、モ−タ
19が駆動されることとなる。即ち、グリップ23cを図２
のア−ム機構Ａの向きとグリップ23cの位置の関係か
ら、操作ボックス21を90度回転させてグリップ23cを手
前に位置付けて、当該グリップ23cを前後（紙面に直
交）させることは、図３のア−ム機構Ａを支柱13上で旋
回させることを意味するのである。

【００５１】従って、図３において、グリップ23cが操
作ボックス21の正面側に位置しているとき、その位置で
グリップ23cを左，右に変位させることは、図３のア−
ム機構Ａに対し、左，右動作の指示をしていることを意
味するが、このグリップ23cの左，右動は、不動（向き
を変えない）の固定基準軸である縦向き感知杆22の図２
における左，右の撓みをもたらすので、これがＹ軸セン
サ28Y₁又は28Y₂に検出されることとなって、ア−ム機構
Ａを左右で変形させるモ−タ17の駆動が制御されるので
ある。

【００５２】上記の実施例は、駆動源にモ−タを使用し
た補力装置について説明したものであるが、本発明が適
用可能な補力装置の駆動源には、上記モ−タ以外に、油
圧，空圧シリンダがある。シリンダを駆動源とした場合
の制御指令は、当該シリンダの駆動ポンプやモ−タ、或
は、制御弁に対するものとなる。

【００５３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、Ｘ，
Ｙ，Ｚの各軸方向の移動に関する駆動源を設けた補力装
置に対し、移動させたい方向と移動させたい速さの程度
を、操作者がグリップの握り方やその変位のさせ方など
において表現してやることにより、対応する移動軸の駆
動源が、あたかも人の意思を汲んで動作するような状態
において制御されるので、およそ操作方向とグリップの
操作方向とが一致しないことなどに起因した誤操作が生
じる余地はない。

【００５４】また、本発明操作部は、負荷部の移動軸に
関して操作部材の変位乃至は撓みを検出し、これに基づ
いて各軸の駆動源を制御するためのセンサ信号を形成で
きる構造であるから、適用できる補力装置は、その負荷
部がＺ軸、及び、Ｘ軸とＹ軸の双方又は一方の軸に沿っ
て移動できる機能を持つものであれば、補力装置の型
式，構造を問わず適用できるので、あらゆる型式の補力
装置に対する操作方法並びに操作部として利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の概念を示す一例の斜視図。

【図２】本発明方法の概念を示す他の例の斜視図。

【図３】図１の操作部を取付けた補力装置の一例の構造
を示す側面図。

【図４】本発明操作部の一例の縦断面図。

【図５】制御系の一例のブロック図。

【符号の説明】

１，２，３，４ リンク部材 ５，６ 副リンク部材 ７ 連結部材 ８，９ 連結リンク部材 10，11 垂直ガイド 10a 転輪 11 水平ガイド 11a 転輪 12 機筺 12a 回転軸 13 支柱 14 操作部 15，17，19 モ−タ 16，18 索体 18a ガイド輪 21 ボックス 21a ベアリング 22 縦向き感知杆 23 横向き感知杆 23c グリップ 27X₁，27X₂ Ｘ軸センサ 28Y₁，28Y₂ Ｙ軸センサ 29Z₁，29Z₂ Ｚ軸センサ Ａ ア−ム機構 Ｂ 負荷部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モ−タ等の駆動力により垂直軸上で昇降
   自在にして空中に支持される荷重を、モ−タ等の駆動力
   により水平面内のＸ軸又はＹ軸方向に移動可能に支持す
   るように形成した補力装置における前記荷重を水平面内
   のＸ軸又はＹ軸方向に移動させるため、前記昇降軸に平
   行な軸を固定基準軸とし、かつ、この基準軸を原点とし
   て前記水平面内にＸ軸又はＹ軸を当該基準軸の回りに設
   定すると共に、前記固定基準軸上のＸ軸又はＹ軸に直交
   する面に、前記基準軸に作用する水平方向の力を検出す
   るためのセンサを設け、前記基準軸に任意の水平方向か
   ら人の力を加えると、この力の大きさを前記センサによ
   り検出し、この検出出力を処理して、前記水平面内のＸ
   軸又はＹ軸方向の移動駆動源を前記センサの検出出力に
   比例した出力により制御することを特徴とする補力装置
   により空中に支持された荷重を移動させるための操作方
   法。
2. 【請求項２】 モ−タ等の駆動力により垂直軸上で昇降
   自在にして空中に支持される荷重を、モ−タ等の駆動力
   により水平面内のＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に支持す
   るようにした補力装置における前記荷重を水平面内で移
   動させるため、前記昇降軸に平行な軸を固定基準軸と
   し、かつ、この基準軸を原点として前記水平面内にＸ軸
   及びＹ軸を当該基準軸の回りに設定すると共に、前記固
   定基準軸上のＸ軸及びＹ軸に直交する面に、前記基準軸
   に作用する水平方向の力を検出するためのセンサを設
   け、前記基準軸に任意の水平方向から人の力を加える
   と、この力の大きさと方向を前記各センサにより検出
   し、この検出出力を処理して、前記水平面内のＸ軸又は
   Ｙ軸、若しくは、Ｘ，Ｙ両軸の移動駆動源を前記各セン
   サの検出出力に比例した出力により制御することを特徴
   とする補力装置により空中に支持された荷重を移動させ
   るための操作方法。
3. 【請求項３】 モ−タ等の駆動力により垂直なＺ軸上で
   昇降自在にして空中に支持される荷重をモ−タ等の駆動
   力により水平面内のＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に支持
   した補力装置における前記荷重を、前記Ｚ軸及び前記水
   平面内のＸ軸，Ｙ軸方向に移動させるため、前記Ｚ軸に
   平行な軸を固定基準軸とし、かつ、この基準軸を原点と
   して前記水平面内にＸ軸及びＹ軸を当該基準軸の回りに
   設定する一方、前記Ｚ軸を横断する面に、垂直方向の力
   を検出するためのＺ軸センサを設けると共に、前記基準
   軸上のＸ軸とＹ軸とに夫々直交する面に、前記基準軸に
   作用する水平方向の力を検出するためのＸ軸センサとＹ
   軸センサを設け、前記Ｚ軸の横断面に垂直方向から、及
   び、前記基準軸に任意の水平方向から人の力を加える
   と、これらの力の大さきを前記の各軸センサにより検出
   し、この検出出力をそれぞれ処理して、前記Ｚ軸又はＸ
   軸及びＹ軸方向の移動駆動源を前記各軸センサの検出出
   力に比例した出力により制御することを特徴とする補力
   装置により空中に支持された荷重を移動させるための操
   作方法。
4. 【請求項４】 補力装置は、その荷重の負荷部が立設又
   は吊設した支柱に旋回自在に支持された水平ア−ム部材
   の上で垂直方向に昇降するように形成されていることに
   より、前記負荷部の移動範囲が円筒座標を描くようにし
   た請求項２又は３の補力装置。
5. 【請求項５】 補力装置は、その荷重の負荷部がＸ軸及
   びＹ軸に沿った水平面内で移動する支持フレ−ムの上で
   垂直方向に昇降するように形成されていることにより、
   前記負荷部の移動範囲が直交座標を描くようにした請求
   項２又は３の補力装置。
6. 【請求項６】 モ−タ等の駆動力により荷重を三次元空
   間内で移動，位置決め可能に支持するように形成した補
   力装置における前記荷重を支持する負荷部に、前記補力
   装置本体に連結された垂直向きの撓み可能な軸を固定基
   準軸として設けると共に、該基準軸に、その軸の回りに
   旋回可能にした操作部支持体を取付け、かつ、該支持体
   に、前記基準軸と略直交する向きで当該基準軸と回転可
   能に交叉させると共に一端を前記支持体から突出させて
   その突出部にグリップを設けた撓み可能な操作杆を、そ
   の杆の長さ方向において微小スライド又は撓み可能にし
   て横架する一方、前記基準軸と操作杆とにそれらの撓み
   を検出するセンサを取付けたことを特徴とする補力装置
   用の操作部。
7. 【請求項７】 センサは、基準軸に平行なＺ軸と、この
   Ｚ軸を原点とするＸ軸，Ｙ軸とに関して、前記基準軸と
   操作杆とにそれぞれ設けた請求項６の補力装置用の操作
   部。
8. 【請求項８】 固定基準軸と操作部支持体は、荷重の負
   荷部にその先端を旋回可能にを連結した操作ア−ムの後
   端に設けた請求項７の補力装置用の操作部。