JPH08337399A

JPH08337399A - 高所作業車の転倒防止機構

Info

Publication number: JPH08337399A
Application number: JP14750195A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nakazawa; 正明中沢; Yuichi Ichioka; 勇一市岡; Takuji Kaneko; 卓史金子; Masao Nozawa; 正雄野澤; Junichi Nozawa; 淳一野澤; Katsuhiro Watanabe; 克弘渡辺; Takanori Kawashima; 隆則河島; Tsukasa Nagaki; 司長木; Mikio Ogawa; 幹雄小川; Yukito Fujii; 幸人藤井
Original assignee: KAWASHIMA NOUGU SEISAKUSHO KK; NOZAWA SEISAKUSHO KK; SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO; SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO GIJUTSU KENKYU SUISHIN KIKO; IHI Shibaura Machinery Corp; Kawashima Agricultural Equipment Mfg Co Ltd]
Current assignee: KAWASHIMA NOUGU SEISAKUSHO KK; NOZAWA SEISAKUSHO KK; SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO; SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO GIJUTSU KENKYU SUISHIN KIKO; IHI Shibaura Machinery Corp; Kawashima Agricultural Equipment Mfg Co Ltd]
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】走行部上にＸ字状のリンクを介してデッキを
昇降可能に設け、該デッキ上に旋回・昇降可能なブーム
を設けた高所作業車において、車両重量とコストを軽減
するような転倒防止機構を実現する。【構成】リンク７ａの移動軌跡と平行に複数のセンサ
ーを配設し、該リンクの移動量からデッキ９の高さを演
算し、ブーム１４の旋回軌道と平行に複数のセンサーを
配設して、ブームの旋回角を検出し、また、リンク７ｂ
の下端部に配設されたポテンショメータによりリンクの
回動角を連続的に検出し、前記ブームの旋回支点である
ブーム支持部内に配設されたポテンショメータによっ
て、該ブームの旋回角を連続的に検出し、更に、デッキ
の昇降用シリンダに連設された圧力センサーの検出値よ
り積載荷重を演算し、該積載荷重及デッキの上昇高さか
ら重心を計算し、安全範囲を越えた場合、ブームの旋回
上昇を停止すべく構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高所作業車の転倒防止
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から高所作業車は果樹園での受粉や
摘果や袋掛け等の作業や、工場内での部品の運搬や棚へ
の格納、組み立て作業や、屋外での高所でのメンテナン
ス作業等に利用されている。従来の高所作業車は、一般
的に、図１１に示されるブーム式と、図１２に示される
デッキ式の２タイプに大別される。前者は走行車両の上
部に回動、昇降するブーム部１４’と作業者が乗車・作
業するゴンドラ部１５’より構成されており、このタイ
プの高所作業車はオペレータの乗るゴンドラ１５’の面
積は小さいので、狭い部分まで入り込んで作業が行え
る。また、後者は走行車両の上部に昇降用Ｘ字状リンク
７’を備え、該リンク７’上に垂直昇降する作業用デッ
キ９’を備えており、このタイプは作業台が広いので、
作業車全体を移動させずに、一か所で広い範囲の作業を
行うことができ、また、二名で作業できるので、忙しい
ときに有効であり、荷物の積載量も大きい。また、これ
ら高所作業車は傾斜地でも作業することがあり、ゴンド
ラまたはデッキを高くすればするほど重心が高くなり転
倒する危険性が高くなる。その車両の転倒防止機構とし
ては、車両が転倒する前に警報で運転車に知らせるもの
やアウトリガーなどの補助構造体により転倒を防止する
ものが実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の警報タ
イプでは警報音が鳴り作業者に危険を知らせるが、その
後の対応は作業者が行わなければならず作業者が誤操作
してしまう恐れがある。また、アウトリガータイプでは
車両に余分な構造物を装備するため、車両が重量アップ
し、コストアップにもなってしまう。また、それぞれの
転倒防止機構は各タイプ別に検討されたものであり、本
実施例のタイプの高所作業車にそのまま適用できないと
いう問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。即ち、走行部上にＸ字状のリンク
を介してデッキを設け、該デッキ上に旋回・昇降可能に
ブームを設け、該ブーム先端にゴンドラを配置した高所
作業車において、前記リンクに昇降駆動手段と、移動側
リンクの下端に、移動軌跡と略平行に１個以上のセンサ
ーを配設した高さ検出手段を設け、ブーム基部に旋回軌
道と略平行に１個以上のセンサーを配設したブーム旋回
角検出手段と、旋回駆動手段を設け、前記デッキの高さ
と、ブームの旋回角度が設定値になると昇降及び旋回駆
動手段を規制する制御手段を設けたものである。

【０００５】また、走行部上にＸ字状のリンクを介して
デッキを設け、該デッキ上に旋回・昇降可能にブームを
設け、該ブーム先端にゴンドラを配置した高所作業車に
おいて、Ｘ字状のリンクに昇降駆動手段と、リンクの枢
支部に角度センサーを配設し、前記ブームの旋回基部に
旋回駆動手段と角度センサーを設け、両角度センサーか
らの検出値を演算して重心を求め、該重心位置が規定値
を外れた場合に該ブームの昇降・旋回駆動、及びデッキ
の昇降駆動を規制する制御手段を設けたものである。

【０００６】そして、前記デッキを油圧シリンダにによ
り昇降駆動し、該油圧シリンダーの上昇駆動側に圧力セ
ンサーを設け、前記デッキ高さ検出手段とブーム昇降旋
回角検出手段を設け、圧力センサーとデッキ高さ検出手
段とブーム昇降旋回角検出手段の検出値より荷重と重心
位置を演算し、該重心が安全範囲を越えた場合にブーム
の昇降・旋回駆動とデッキの昇降を規制するよう構成し
たものである。

【０００７】

【作用】次に、作用を説明すると、請求項１の如き構成
により、検出部が位置検出用センサーの前方を通過する
か、否かを判別するだけで、デッキの高さ及びブームの
旋回角を比較的簡易な装置にて検出することができる。
また、請求項２の如き構成により、デッキの高さ及びブ
ームの旋回角を角度センサーによって連続的に検出で
き、前記検出部が位置検出用センサー間に位置するとき
は同一値と判断されるといった不具合を補完的に解消す
ることができる。また、請求項３の如き構成により、デ
ッキ上の積載荷重を検出できるので、デッキの昇降量と
積載荷重から車両部分の重心の変化を演算し、ブーム旋
回角の規制をより効率的に行うことができる。

【０００８】

【実施例】次に、実施例を説明する。図１は、高所作業
車の全体側面図、図２は、デッキを上昇させた状態を示
す高所作業車の側面図、図３は、同じく、平面図、図４
は、リンク移動端の位置検出センサーの配設位置を示す
側面図、図５は、ブーム旋回用リンクの位置検出センサ
ーの配設位置を示す平面図一部拡大図、図６は、リンク
の回転角及びブームの旋回角検出用の角度センサーの配
設位置を示す側面図、図７は、油圧検出用の圧力センサ
ーの配設位置を示す側面図一部断面図、図８は、転倒防
止制御を示すフローチャート、図９は重心位置と安全範
囲を示す高所作業車の正面図、図１０は制御ブロック
図、図１１は、従来の、ブーム式高所作業車の全体斜視
図、図１２は、従来の、デッキ式高所作業車の全体斜視
図である。

【０００９】まず、高所作業車の全体構成について説明
する。本実施例の高所作業車は従来のデッキ式とブーム
式の複合式としての特徴を有する。図１、図２に示すよ
うに、車両走行部はクローラ式走行装置により構成さ
れ、該クローラ式走行装置は車両後方のメインフレーム
５上に配設されたエンジン２により駆動されるＨＳＴト
ランスミッション３から駆動スプロケット４を介して駆
動され走行する。

【００１０】また、メインフレーム５側方下部にトラッ
クフレーム１８が固設され、該トラックフレーム１８の
周囲には下転輪１９・１９・・・、アイドラホイール１
５が配設され、これに前記ゴム式のクローラ１が巻回さ
れている。メインフレーム５前部には、ローラフレーム
６が固設され、該ローラフレーム６に図７の如く、レー
ル２０が設けられてリンク７ａの下端にローラー７ａ１
が回転自在に枢支されて、ローラー７ａ１がレール２０
内で前後スライド自在に嵌合されている。メインフレー
ム５の後部には、図６の如く、リンク７ｂの下端が枢結
され、リンク７ａ・７ｂの中央部は枢結ピン７ｃによっ
て、略Ｘ字型に、交差するように枢結されて、昇降リン
ク機構７を構成している。また、該リンク７ａ及び７ｂ
の上端部には、作業用デッキ９下部が前記メインフレー
ム５と同様に取り付けられている。そして、油圧シリン
ダ８が昇降リンク機構７とトラックフレーム１８の間に
介装されて、該油圧シリンダ８の延伸により作業用デッ
キ９が図２の如く上昇する。

【００１１】オペレータが乗車するゴンドラ１５は、図
１の如く、ブーム１４ａ、平行リンク部１４ｂから構成
されるブーム部１４を介して、ブーム支持部２５に連結
されて、ブーム１４ａ中途部とブーム支持部２５の間に
昇降手段として油圧シリンダ１３が介装されている。そ
して、該油圧シリンダ１３が伸縮することにより、ブー
ム部１４の先端に連結されたゴンドラ１５が上下昇降す
るよう構成されている。また、該ブーム支持部２５は、
図３において、平面視略Ｔ字型に構成されたブームベー
ス１０の中央部に該ブーム支持部２５下端の回動軸２５
ａが左右方向に回動可能に枢結されている。該回動軸２
５ａ中途部に固設されたステー２５ｂには、円弧状のリ
ンク１１ａの一端が枢支されており、該リンク１１ａの
他端は、一端を該ブームベース１０に枢支された円弧状
のリンク１１ｂの他端に枢結されて、旋回用リンク機構
１１が構成され、旋回駆動手段がブームベース１０との
間に介装されている。該リンク１１ａとリンク１１ｂと
の枢結部１１ｃには、油圧シリンダ１２のピストンロッ
ドに枢結され、該油圧シリンダ１２の基部はブームベー
ス１０の前部に固設したステー１０ａに枢支され、該油
圧シリンダ１２の伸縮により、ブーム支持部２５が左右
に旋回するよう構成されており、前記ゴンドラ１５がブ
ーム部１４とともに旋回できる。

【００１２】次に、本発明の高所作業車の転倒防止機構
について説明する。図４に示すように、ローラフレーム
６（またはメインフレーム５）上に昇降リンク機構７の
リンク７ａの下端の位置を検出する、光センサーや静電
センサーやスイッチ等からなる位置検出センサーＳ１・
Ｓ１・・・が直線的に所定間隔をあけて配設され、コン
トローラＣと接続されている。このように構成すること
で、油圧シリンダ８の延伸により作業用デッキ９が上昇
すると、リンク７ａの下端が後方へ移動し、このリンク
７ａの下端の位置を位置検出用センサーＳ１・Ｓ１・・
・によって検知され、その位置検出用センサーの信号が
コントローラＣに入力されるとによって、作業用デッキ
９の上昇量が演算される。また、図５に示すように、前
記ブームベース１０上には、前記旋回用リンク機構１１
のリンク１１ａ端部の回転軌跡Ｋの円弧に合わせて位置
検出用センサーＳ２・Ｓ２・・・を円弧状に適宜間隔を
あけて配設し、該位置検出用センサーＳ２・Ｓ２・・・
をコントローラＣと接続して、油圧シリンダ１２の伸縮
でリンク１１ａの通過を感知することによりブーム部１
４の旋回角を検出できるよう構成している。

【００１３】また、本実施例では、図６に示すように、
ブーム支持部２５内にブーム旋回角検出用のポテンショ
メータやロータリエンコーダ等からなる角度センサーＰ
２が載置され、トラックフレーム１８上の前記リンク７
ｂ下端枢支部にはリンク回転角を検出する角度センサー
Ｐ１が配設されている。但し、油圧シリンダ８の回転支
点部、または枢支ピン７ｃの位置に、ポテンショメータ
やロータリエンコーダ等の角度センサーを配置して、作
業用デッキ９の高さを検知するようにも構成できる。そ
して、該リンク７ｂの回転角を角度センサーＰ１により
連続的に検出して作業用デッキ９の高さを演算し、ブー
ム部１４の旋回角検出を角度センサーＰ２を用いて連続
的に行い、各検出値から演算して求めた機体重心が規定
値を外れた場合に、後述する、ブーム１４の旋回角を規
制する転倒防止制御を行う。これは、前述の位置検出用
センサーＳ１・Ｓ１・・・及びＳ２・Ｓ２・・・による
検出では、検出部が各センサーＳ１・Ｓ１・・・及びＳ
２・Ｓ２・・・間に位置するときは、検出位置が同一値
として認識されるため、精度が悪く、的確な制御が困難
であり、その補完的手段としてブーム１４及びリンク７
ｂの回転中心よりポテンショメータＰ２及びＰ１を用い
て回転角を検出するよう構成している。但し、角度セン
サーＰ１・Ｐ２だけでデッキ高さとブーム旋回角を検出
して転倒制御を行うようにすることもできる。

【００１４】また、図７に示すように、デッキ上昇用の
油圧シリンダ８のシリンダヘッド近傍には油圧検出用の
圧力センサーＰ３が配設されている。該圧力センサーＰ
３は油圧シリンダ８のピストンロッド８ａの押しによる
シリンダ内圧を検出し、この圧力負荷と、前記昇降リン
ク機構７のリンク７ｂの前記角度センサーＰ１より検出
した回転角から、デッキ面に対して垂直方向の荷重を演
算し、この値から作業用デッキ９上の積載荷重を計算す
る。また、図６に示すように、ブーム１４の昇降角度が
ブームの回動基部に設けた角度センサーＰ４によって検
知され、また、高所作業車の水平に対する傾斜角を高所
作業車のメインフレーム５またはデッキ９に設けた角度
センサーＰ５によって検知され、該角度センサーＰ４・
Ｐ５もコントローラＣと接続されている。

【００１５】このように、該圧力センサーＰ３の検出値
より演算した積載荷重と、前記角度センサーＰ１により
検出した作業用デッキ９の上昇量と、前記ブーム部１４
の旋回角と上昇角、及び高所作業車の傾斜角から重心位
置を演算し、この重心位置Ｇが図９に示すように、安全
範囲Ｂ内にあるかを演算し、安全範囲Ｂの最外側に位置
するとブーム１４の旋回・上昇、及びデッキ９の上昇を
停止するよう構成している。即ち、安全範囲Ｂは予め演
算されて設定されており、三次元的に表すことができ、
重心Ｇは作業用デッキ９及びゴンドラ１５を最下降位置
にある時の重心Ｇ１が略中央の下部に位置しており、上
昇させる程高くなり、ブームを旋回させると、その方向
へズレる。そして、安全範囲Ｂは積載荷重が大きくなる
ほど、その範囲は小さくなり、また、高所作業車が傾斜
地に位置する場合にも補正演算されて、その範囲は小さ
くなる。但し、安全範囲Ｂの境界を越えると直ちに転倒
することはなく、ある程度余裕を設けている。そして、
重心Ｇが安全範囲Ｂの境界に位置すると、図１０に示す
油圧制御バルブ２６・２７・２８を切り換えて、油圧シ
リンダー８・１２・１３への送油を停止させる。２９は
操縦部の操作装置である。

【００１６】次に、前述の転倒防止制御について、図８
に示す、転倒防止制御のフローチャートを用いて説明す
る。転倒防止制御を行うには、まず、前記位置検出用セ
ンサーＳ１及びＳ２により、積載荷重無負荷の初期状態
での作業用デッキ９及びブーム部１４の初期位置を検出
し（３１）、各検出値から演算して初期状態における重
心位置を求める（３２）のである。そして、前記圧力セ
ンサーＰ３の検出値から、作業用デッキ９上の積載荷重
を演算し（Ａ）、位置検出用センサーＳ１及び角度セン
サーＰ１によって作業用デッキ９の高さを検出し（３
３）、そして、位置検出用センサーＳ２及び角度センサ
ーＰ２によって、ブーム部１４の旋回角度を検出し（３
４）、角度センサーＰ４によってブーム部１４の上昇角
度を検出し、角度センサーＰ５によって高所作業車の傾
斜を検出する。この作業用デッキ９高さ及びブーム１４
旋回角・上昇角の検出値より、積載荷重負荷時の車両の
重心を再度計算し、傾斜地では補正するのである（３
５）。この重心位置が安全範囲Ｂ内にあるかをチェック
し（３６）、安全範囲Ｂを越えない場合は、作業を続行
し、安全範囲Ｂを越えて、転倒の可能性がある場合は、
ブーム１４の上昇旋回の動作を停止して、危険回避処
理、例えば、警報を鳴らしたり、操作方向と逆方向に一
定量作動させたりする（３７）ように構成している。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
次のような効果を奏するものである。即ち、請求項１の
如き構成により、リンク７ａの移動下端が位置検出用セ
ンサーＳ１・Ｓ１・・・の前方を通過するか、否かを検
出するだけで、デッキ９の高さを演算することができ、
また、旋回用リンク１１のリンク１１ａが、位置検出用
センサーＳ２・Ｓ２・・・の前方を通過するか、否かを
検出するだけで、ブーム１４の旋回角を検出することが
できるので、従来のようにアウトリガー等の補助構造体
等を取設することなく、軽量な装置にて転倒防止が行
え、車体重量及びランニングコストを軽減することがで
きる。

【００１８】また、請求項２の如く構成したことによ
り、デッキ９の高さ及びブーム１４の旋回角を角度セン
サーＰ１及びＰ２によって連続的に検出でき、前記検出
部が位置検出用センサー間に位置するときには同一値と
判断されるといった不具合を補完的に解消することがで
き、転倒防止制御をより効率的に行うことができる。

【００１９】また、請求項３の如く構成したことによ
り、積載荷重とデッキ９の上昇量を演算して、各演算値
からブーム１４の旋回角を規制するので、積載荷重負荷
時における、転倒防止制御をより精度よく行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】高所作業車の全体側面図である。

【図２】デッキを上昇させた状態を示す高所作業車の側
面図である。

【図３】同じく、平面図である。

【図４】リンク移動端の位置検出センサーの配設位置を
示す側面図である。

【図５】ブーム旋回用リンクの位置検出センサーの配設
位置を示す平面図一部拡大図である。

【図６】リンクの回転角及びブームの旋回角検出用のポ
テンショメータの配設位置を示す側面図である。

【図７】油圧検出用の圧力センサーの配設位置を示す側
面図一部断面図である。

【図８】転倒防止制御を示すフローチャート図である。

【図９】重心位置と安全範囲を示す高所作業車の正面図
である。

【図１０】制御ブロック図である。

【図１１】従来の、ブーム式高所作業車の全体斜視図で
ある。

【図１２】従来の、デッキ式高所作業車の全体斜視図で
ある。

【符号の説明】

Ｐ１・Ｐ２角度センサーＳ１・Ｓ２位置検出用センサーＰ３圧力センサー５メインフレーム６ローラフレーム７リンク機構７ａ・７ｂリンク７ａ１移動下端８油圧シリンダ９デッキ１０ベースフレーム１１旋回用リンク機構１２油圧シリンダ１３油圧シリンダ１４ブーム部１５ゴンドラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中沢正明長野県松本市石芝１丁目１番１号石川島芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者市岡勇一長野県松本市石芝１丁目１番１号石川島芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者金子卓史長野県松本市石芝１丁目１番１号石川島芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者野澤正雄群馬県伊勢崎市長沼町224番地の１株式会社野沢製作所内 (72)発明者野澤淳一群馬県伊勢崎市長沼町224番地の１株式会社野沢製作所内 (72)発明者渡辺克弘群馬県伊勢崎市長沼町224番地の１株式会社野沢製作所内 (72)発明者河島隆則鳥取県米子市道笑町２丁目64番地 (72)発明者長木司埼玉県大宮市日進町１丁目40番地２生物系特定産業技術研究推進機構内 (72)発明者小川幹雄埼玉県大宮市日進町１丁目40番地２生物系特定産業技術研究推進機構内 (72)発明者藤井幸人埼玉県大宮市日進町１丁目40番地２生物系特定産業技術研究推進機構内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行部上にＸ字状のリンクを介してデッ
キを設け、該デッキ上に旋回・昇降可能にブームを設
け、該ブーム先端にゴンドラを配置した高所作業車にお
いて、前記リンクに昇降駆動手段と、移動側リンクの下
端に、移動軌跡と略平行に１個以上のセンサーを配設し
た高さ検出手段を設け、ブーム基部に旋回軌道と略平行
に１個以上のセンサーを配設したブーム旋回角検出手段
と、旋回駆動手段を設け、前記デッキの高さと、ブーム
の旋回角度が設定値になると昇降及び旋回駆動手段を規
制する制御手段を設けたことを特徴とする高所作業車の
転倒防止機構。
【請求項２】走行部上にＸ字状のリンクを介してデッ
キを設け、該デッキ上に旋回・昇降可能にブームを設
け、該ブーム先端にゴンドラを配置した高所作業車にお
いて、Ｘ字状のリンクに昇降駆動手段と、リンクの枢支
部に角度センサーを配設し、前記ブームの旋回基部に旋
回駆動手段と角度センサーを設け、両角度センサーから
の検出値を演算して重心を求め、該重心位置が規定値を
外れた場合に該ブームの昇降・旋回駆動、及びデッキの
昇降駆動を規制する制御手段を設けたことを特徴とする
高所作業車の転倒防止機構。
【請求項３】請求項１記載または請求項２記載のデッ
キを油圧シリンダににより昇降駆動し、該油圧シリンダ
ーの上昇駆動側に圧力センサーを設け、前記デッキ高さ
検出手段とブーム昇降旋回角検出手段を設け、圧力セン
サーとデッキ高さ検出手段とブーム昇降旋回角検出手段
の検出値より荷重と重心位置を演算し、該重心が安全範
囲を越えた場合にブームの昇降・旋回駆動とデッキの昇
降を規制するよう構成したことを特徴とする高所作業車
の転倒防止機構。