JPS59195000A - 高所作業車の制御装置 - 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】 本発明は高所作業車の制御装置に関するものである。

高所作業車は、ブームの先端に作業台が装設され、該作
業台に作業者を乗せたままブームを目標物に向けて旋回
、起伏、伸縮できるものである。

かかる高所作業車においては、作業台側でブーム関連作
動、つまりブームの起伏角度、旋回角度、伸縮量を操作
する場合、作業台側から操作信号を車体側へ送り、各ブ
ーム操作アクチュエータに作動信号を送る制御機能が必
要である。

すでにそのような制御機能を持つものとして、マイコン
を利用した制御装置を備えた高所作業車が提供されてい
る。

しかるに、従来の制御装置のハードウェア及びソフトウ
ェアは複雑に構成されているにもかかわらず、該制御装
置を補佐する回路は併設されていない。　そのため°、
上記ハードウェアが故障したり、またソフトウェアが誤
動作した場合にはブーム状態の制御が不能となり、高所
作業中においては転倒の危険もある。

本発明はかかる点に鑑み、通常作業台からのブーム関連
作動を制御する中央制御装置とともに、該中央制御装置
の異常を検出すると、作業の安全限界を越える方向の作
業を規制せしめる予備制御装置を備えた高所作業車の制
御装置を提供するものであって、高所作業車における安
全性を向上せしめることを目的とするものである。

以下本発明の構成を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、高所作業車ｌの車体２上には旋回
台３が旋回モータ（図示省略）によって旋回制御可能に
搭載されており、旋回台３の上端にブーム４が基端にお
いて起伏自在に枢着されている。　ブーム４は多段伸縮
式であって、伸縮用シリンダ（図示省略）によってその
長さが可変になされているとともに、ブーム４と旋回台
３との間に配設した起伏シリンダ５によって起伏角度を
制御するようになされており、その先端ブーム４ａの先
端に作業台６が連結部材６ａを介して回転自在に枢着さ
れている。

作業台６は詳細には説明しないが、平衡シリンダにより
ブーム４の起伏動作に対応して常に水平状態を維持する
ように構成されている。

なお、車体２の前後の左右両側の計４箇所にはアウトリ
ガおよびジヤツキよりなる安定脚７が設けられている。

一方、作業台６にはブーム関連作動、つまりブーム４の
旋回、起伏および伸縮の各操作を行なう作業台側操作部
８と、各操作信号を出力するための作業台側制御装置９
とが設けられている。

更に、旋回台側にはブーム関連作動を制御する中央制御
装置１０．上記作業台側操作部８と同様の旋回台側操作
部１１およびブーム関連作動用油圧制御弁１２が設けら
れている。

ブーム関連作動用油圧制御弁１２は上記ブーム４の伸縮
シリンダ、起伏シリンダ５および旋回モータの各油圧ア
クチュエータへ供給する圧油を制御するものである。

上記各操作部８，１１、各制御装置９．１０およびブー
ム関連作動用油圧制御弁１２の関係は第２図に示されて
いる。

まず、作業台側操作部８および旋回台側操作部１１はブ
ーム４の旋回、起伏および伸縮の各操作を行なう操作レ
バーを備え、各操作レバーにはポテンシ目メータが取り
付けられている。

そして、作業台側操作部８からの操作用の電気信号は作
業台側制御装置９にて光信号に変換され、ブーム４に沿
って配設した光フアイバケーブル群１３を介して中央制
御装置ｌＯへ入力するようになされている。

一方、旋回台側操作部１１からの操作用の電気信号も中
央制御装置１０へ入力されている。

中央制御装置１０は、各操作用の信号を情報処理手段に
よって判断し、ブーム関連作動用油圧制御弁１２の開閉
を制御する信号を出力する。

上記作業台側制御装置９の具体的構成は各ポテンショメ
ータおよび光フアイバケーブル１３ａ〜１３ｄとともに
第３図に示されている。

同図において、１４は作業台側操作部８のブーム起伏用
操作レバーに取り付けた起伏ポテンショメータ、１５は
同じく伸縮ポテンショメータ、１６は旋回ポテンショメ
ータである。

また、鎖線で囲まれた作業台側制御装置９において、１
７は各ポテンショメータ１４〜１６からの信号がどのブ
ーム関連作動に係るものかを検出する検出部、１８は検
出部１７からの信号を時分割して第１光変調部１９に出
力する第１出力部である。

更に、２０は各ポテンショメータ１４〜１６からの出力
電圧をパルス幅信号に変換する第１変換部、２１は第１
変換部２０からのパルス幅信号を逓倍して逓倍信号に変
換する第２変換部、２２は第２変換部２１からの信号を
時分割して第２光変調部２３に出力する第２出力部、２
４はカウンタ３８を介して出力される上記時分割用の基
準パルスを第３光変調部２５に出力する第３出力部、２
６は上記時分割用の基準パルスがそのまま入力される第
４光変調部である。

具体的には上記検出部１７において、ブーム起立方向の
操作信号は、起伏ポテンショメータ１４の出力電圧と第
１基準電圧発生器２７の基準電圧とを第１比較器１７ａ
で比較して検出される。

また、ブーム倒伏方向の操作信号は、起伏ポテンショメ
ータ１４の出力電圧と第２基準電圧発生器２８の基準電
圧とを第２比較器１７ｂで比較して検出される。

すなわち、例えば起伏操作レバーの中立位置での起伏ポ
テンショメータ１４出力電圧を基準として第１基準電圧
を若干高く、第２基準電圧を若干低く設定すると、第１
比較器１７ａで高レベルの出力電圧があれば起立操作信
号として、第２比較器１７ｂで低レベルの出力電圧があ
れば倒伏操作信号として検出できる。

同様に、伸縮ポテンショメータ１５からの出力電圧は第
１比較器１７ａでブーム伸長操作信号として、また第２
比較器１７ｂでブーム縮小操作信号として検出され、旋
回ポテンショメータ１６の出力電圧は第１比較器１７ａ
でブーム右旋回操作信号として、また第２比較器１７ｂ
でブーム左旋回操作信号として検出される。

そして、各比較器１７ａ・拳・、１７ｂ・・・からの６
つの信号は、第１出力部１８において第１シフトレジス
タ２９を介して第１発振器３０の基準パルスに同期して
時分割（時間的に変化する１本の信号に変換）され、第
１光変調部１９のアンプ３１を介して発光ダイオードな
どの発光素子３２で光信号に変調され、スイッチ信号と
して第１光フアイバケーブル１３＆で伝送されて中央制
御装置１０に入力される。

また、第１変換部２０においては各ポテンショメータ１
４〜１６からの出力電圧（各操作レバーの傾斜角度に応
じて変化する）とノコギリ波発生回路３３からのノコギ
リ波とがそれぞれ第３比較器２０ａ・・・、第４比較器
２０ｂ−・会によって比較され、各出力電圧はそのレベ
ルに応じたパルス幅信号に変換される。

続いて、第２変換部２１において上記各比較器２０ａ・
・・、２０’ｂ・・ｅからのパルス信号と第２発振器３
４からのパルス（前記ノコギリ波よりも周波数が高い）
とがそれぞれ第１ＡＮＤ回路２１ａ〜第６ＡＮＤ回路２
１ｆへ入力され、各パルス幅信号は逓倍されて逓倍信号
に変換される。

そして、第２変換部２１からの６つの信号は、第２出力
部２２において第２シフトレジスタ３５を介して第１発
振器３０からの基準パルスに同期して時分割され、第２
光変調部２３のアンプ３６を介して発光素子３７で光信
号に変調されてスピード信号となり、第２光フアイバケ
ーブル１３ｂを伝送して中央制御装置１０に入力される
。

また、第３出力部２４においては、第１発振器３０から
の基準パルスがカウンタ３８へ入力され。

カウンタ３８によって数クロック毎の特定の基準パルス
のみが第３光変調部２５におけるアンプ３９を介して発
光素子４０で光信号に変調されてタイミング信号となり
、第３光フアイバケーブル１３Ｃを伝送して光信号とし
て中央制御装置１０へ入力される。

更に、上記第１発振器３０の基準パルスは第４光変調部
２６におけるアンプ４１を介して発光素子４２で光信号
に変調されてクロック信号となり、第４光フアイバケー
ブル１３ｄを伝送して中央制御装置１０に入力される。

なお、上記作業台側制御装置９から出力されるスイッチ
信号、スピード信号、タイミング信号はそれぞれ単独で
変調されてもよいし、また同期して変調された信号であ
ってもよく、後者の場合は光フアイバケーブルの本数が
可及的に減少する。

また、スイッチ信号とスピード信号は、説明を容易にす
るため別々に生成されたが、基準電圧発生器をノコギリ
波発生器とすればスイッチ信号にはスピード信号を内包
させることができる。

その場合は、スイッチ信号はスピード信号を保有するも
のを指すことになる。

従って、中央制御装置１０では上記４木の光フアイバケ
ーブル１３ａ−１３ｄからの光信号を受けることにより
、第１出力部１８と第２出力部２２とからの時分割され
て送られる各信号を、第３光変調部２５から送られる位
置決め用のタイミング信号と第４光変調部２６から送ら
れる復調のためのクロック信号とにより、もとの操作信
号に再現することができることになる。

この場合、時分割のためのパルスと復調のためのパルス
とを同じ第１発振器３０からとったのは、別の発振器に
すると周波数の変動による誤差を生じるおそれがあるか
らである。　また、第２変換部２１での逓倍信号への変
換はより正確な制御を行なうためである。

更に、作業台側制御装置９から中央制御装置１０へ送ら
れる信号はすべてデジタル信号であるので信頼性が高く
、光量変化などによる誤動作の心配はない。

次に制御装置４３について第４図乃至第７図に基づいて
説明する。

制御装置４３は、中央制御装置１０．予備制御装置４４
および入出力インターフェース回路より構成されている
。

中央制御装置１０はマイコンを利用した装置でソフトウ
ェアとして情報処理手段を備えており、第４図に示す如
くハードウェアとしてＣＰＵ４５゜メモリ４６．アドレ
スデコード４７．ペリフェラル・インターフェース・ア
ダプタ４８．アナログ・デジタルφユニット４９で構成
されているペリフェラル・インターフェースのアダプタ
４８は入出力インターフェース用素子であり、入力され
る信号は各光フアイバケーブル１３ａ〜１３ｄから光復
調部５０を介して復調される作業台側制御装置９の信号
である。

光復調部５０は各光フアイバケーブル１３ａ〜１３ｄか
らの光信号を電気信号に変換する光／電変換アンプ５１
〜５４を備え、第２光フアイバケーブル１３ｂからは光
／電変換アンプ５２およびカウンタ５５を介してペリフ
ェラル・インタフェース・アダプタ４８に信号が入力さ
れる。

この場合、カウンタ５５は、作業台側制御装置９からパ
ルス数に変換されて送られてくる起伏、旋回、伸縮の各
ポテンショメータ１４〜１６の出力電圧に関する情報を
有するスピード信号を、計数して情報処理手段によって
処理可能な信号に変換するためのものである。

一方、ペリフェラル・インターフェース・アダプタ４８
から出力される信号は、ＯＲ回路５６および制御弁作動
用アンプ５７を介してブーム関連作動用油圧制御弁１２
の開閉を制御する制御信号とディスプレイ装置５８へ送
られる表示信号である。

他に、ペリフェラル・インターフェース・アダプタ４８
と相方向にデータを変換して中央制御装置ｌＯの故障を
判別する判別回路５９が設けられるとともに、判別回路
５９で故障が確認されると変換回路６０にハイレベルの
故障判別信号が入力される。

また、アナログ・デジタル・ユニット４９に入力される
信号は、旋回台側操作部１１からの操作信号である。

ところで、予備制御装置４４は中央制御装置１０が故障
した時に中央制御装置にかわってブーム関連作動用油圧
制御弁１２を制御するもので、変換回路６０．安全規制
装置６１．−数回路６２で構成されている。

変換回路６０はシリアルな信号をパラレルな出力信号に
変換する回路で、ペリフェラルＣインターフェース・ア
ダプタ４８に入力される各信号が分岐されて入力されて
いる。

安全規制装置６１は、中央制御装置１０が故障した時に
中央制御装置１０にかわって安全側モーメントの方にブ
ーム関連作動用油圧制御弁１２を規制するための装置で
あって、ブーム状態を検出する検出装置６３からの信号
に応じた出力信号を発生する。

一致回路６２は、上記変換回路６０からの出力信号と安
全規制装置６１からの出力信号とが一致した時に出力が
ハイレベルになる回路であって、その出力側は前記ＯＲ
回路５６に入力されている。

なお、ＯＲ回路５６には前述した様にペリフェラルＣイ
ンターフェース・アダプタ４８から出力される制御信号
も入力されているので、中央制御装置１０が正常に動作
している場合には、該中央制御装置の出力信号によって
ブーム関連作動用油圧制御弁１２を制御することになる
が、ひとたび前記判別回路５９によって中央制御装置１
０の故障が判別されると予備制御装置４４の出力信号に
よってブーム関連作動用制御弁１２を制御することにな
る。

次に、上記中央制御装置１２および予備制御装置４４に
おける制御の態様について図面に基づいて説明する。

すなわち、第５図には中央制御装置１２における情報処
理手段の処理の流れがブロックで示されており、ブロッ
ク６４においては作業台側操作部８から作業台側制御装
置９および光フアイバケーブル１３ａ−１３ｄを介して
送られてくる光信号の光復調部５０への入力、電気信号
への変換、この電気信号のペリフェラル・インターフェ
ース・アダプタ４７を介してのＣＰＵ４５への入力が行
なわれる。

また、ブロック６５においては旋回台側操作部１１から
の操作信号のアナログ・デジタル・ユニット４９へのア
ナログ量としての入力、デジタル量への変換、このデジ
タル量のＣＰＵ４５への入力が行なわれる。

そして、ブロック６６において前記ブロック６４６５の
操作信号に応じたブーム関連作動用油圧制御弁１２の制
御に関する出力情報、つまりブーム４の伸長、縮小、起
立、倒伏、右旋回、左旋回のうちいずれのブーム関連作
動をどのようなスピードで行なうかについての演算が行
なわれる。

次いで、ブロック６６で演算された出力情報に基づいて
ブーム関連作動用油圧制御弁１２への出力信号がペリフ
ェラル・インターフェース・アダプタ４８を介して出力
される。

また、上記各ブロック６４．６５でＣＰＵ４５へ入力さ
れた信号は、ブロック６７において正常時の信号か否か
の判断が行なわれ、異常信号入力時には異常表示信号が
ペリフェラル・インターフェース・アダプタ４８を介し
てディスプレイ装置５８に出力される。

一方、予備制御装置４４においては少なくともブーム格
納方向へのブーム関連作動が可能となるように制御され
ており、第６図で斜線を施した領域Ａ、Ｂ、Ｃの範囲内
に作業台６が入っていれば安定側モーメントの方が転倒
側モーメントに比較して十分余裕があり、安全に作業で
きる安全作業範囲を示す。　この安全作業範囲内に作業
台６が入っているかどうかの確認をするための検出装置
６３（第４図参照）には、第７図で示す複数個のリミッ
トスイッチが用いられている。

リミットスイッチはブームの伸縮状態を各々検出するリ
ミットスイッチ６８．６９．７０およびブーム角度を検
出するリミットスイッチ７１．７２７３からなっていて
、領域Ａに作業台６があるとリミットスイッチ６８．７
１が同時にＯＮするのでハイレベルの信号を出力して前
記安全規制装置６１に入力される。

同様にして、領域Ｂに作業台６がある時にはリミットス
イッチ６９．７２がＯＮＬ、、領域Ｃに作業台６がある
とリミットスイッチ７０．７３がＯＮすることになる。

ところが、Ａ、Ｂ、Ｃの領域から作業台６が出てしまう
と検出装置６３の出力信号はローレベルになるので、前
記予備制御装置４４を介してブーム関連作動用制御弁１
２を閉じることになる。

なお、検出装置６３は複数個のリミットスイッチで構成
したが、ブーム４の最縮小状態を検出する１個のリミッ
トスイッチでもよく、その場合にはブームの全縮が検出
されるとハイレベルの信号を出力して安全規制装置６１
に入力されるようにすればよい。

いずれにしても安全作業範囲内でのブーム関連作動を可
能とするものであればよく、またブームは多段伸縮式に
限定されるものではない。

以上のように、本発明によれば作業台側制御装置からの
操作信号を制御する中央制御装置とともに予備制御装置
を備えているので、たとえ中央制御装置が故障しても予
備制御装置でもって作業台側制御装置よりの操作信号を
制御することができるという優れた効果がある。

特に予備制御装置に、ブーム状態を検出する検出装置か
らの検出信号を受けて安全作業範囲を越える方向のブー
ム関連作業を規制する安全規制装置を備えれば、安全作
業範囲内で安全確実に作業台を格納することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は高所作業車
の側面図、第２図は制御系の関係を示すブロック図、第
３図は作業台側制御装置の具体的構成を示すブロック図
、第４図は制御装置の具体的構成を示すブロック図、第
５図は中央制御装置における処理の流れを示すブロック
図、第６図、第７図はブーム状態検出装置を説明する図
および回路図である。 ３・１１−旋回台；４１１・・ブーム；６・・・作業台
；８・・・作業台側操作部；９・φ―作業果合制御装置
、１０・・・中央制御装置；１１・・・旋回台側操作部
、１２・・・ブーム関連作動用制御弁；１３ａ〜１３ｄ
−Φ・光フアイバケーブル；４３・・・制御装置；４４
・・や予備制御装置。 出願人　新明和工業株式会社 代理人　宇　１）貞　三　部 ０ ト−４−ｉν唱−状Ｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）車体上に搭載された旋回台に、作業台を先端に装
   設したブームを起伏自在に枢支した高所作業車において
   、前記作業台にはブーム関連作動を制御する操作部と、
   該操作部からの電気信号を光信号に変換して光フアイバ
   ケーブルに供給する作業台側制御装置を設け、また旋回
   台側には前記作業台側制御装置からの光信号を受けてブ
   ーム関連作動用油圧制御弁を切換制御する制御装置を設
   は更に制御装置は、前記光信号を電気信号に変換する光
   ／電変換器と、情報処理手段を有する中央制御装置およ
   び前記光信号から変換された電気信号を組立てる変換回
   路を有する予備制御装置よりなり、前記中央制御装置の
   異常を検出した際、予備制御装置を介してブーム関連作
   動を可能としたことを特徴とする高所作業車の制御装置
   。 （２）前記予備制御装置は、ブーム状態を検出する検出
   装置からの検出信号が入力され、安全作業範囲を越える
   方向の作業を規制する安全規制装置を有する特許請求の
   範囲第１項記載の高所作業車の制御装置。 （３）前記ブーム°は多段伸縮式に構成され、一方前記
   検出装置は少なくともブームの全縮状態を検出する電気
   接点よりなる特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載
   の高所作業車の制御装置。 （４）前記作業台側制御装置は、少なくとも各ブーム関
   連作動の操作に対応するスイッチ信号と、クロック信号
   と、タイミング信号とを、それぞれ単独でもしくは同期
   して光信号に変換してなる特許請求の範囲第１項記載の
   高所作業車の制御装置、（５）前記中央制御装置は、光
   ／電変換器よりの電気信号を組立てるとともに、対応す
   るブーム関連作動用油圧制御弁を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の高所作業車の制御装置。 （６）前記予備制御装置は、安全規制装置よりの出力信
   号と変換回路よりの出力信号が一致した際ブーム関連作
   動用油圧制御弁を切換制御する出力信号を出力する特許
   請求の範囲第２項記載の高所作業車の制御装置。 （７）前記中央制御装置よりの出力信号と予備制御装置
   よりの出力信号は、いずれか一方が出力された場合、ブ
   ーム関連作動用油圧制御弁を特徴とする特許請求の範囲
   第５項もしくは第６項記載の高所作業車の制御装置。