JPS606593A - ブ−ム搭載車両の安全装置 - 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】 この発明はブーム搭載車両の安全装置に関するものであ
る。

この種の車両２例えば高所作業車は、車体上に搭載され
た旋回台にブームが起伏自在に支持され。

該ブームの先端に作業台が装設されており２作業台での
作業時における車体の転倒を防止するために、車体にア
ウトリガが取り付りられ、アウトリガにジヤツキが設け
られている。

かかる高所作業車においては、アウトリガの張出長さは
道１洛の１１１などによって変わり、このアウトリガの
張出長さに応じて車体の安定度、つまりは作業台の作業
半径も変わってくることになる。

したがって、操作部でブーム関連作動、つまり。

ブームの旋回、起伏、伸縮を操作する一方、アウトリガ
の張出状態とブームの状態とから安定（別モ−メントと
転倒側モーメントとを比較し、上記操作が作業の安全限
界を越えない方向のものである場合にのみ各ブーム操作
アクチュエータに作動信号を送る必要があり、このよう
な制御機能を持つものとして、マイコンを利用した安全
装置を備えた高所作業車がすでに開発されている。

ところで、上記安定側モーメントおよび転倒側モーメン
トを演算する場合、変数としてはブームの旋回角度、ブ
ームの起伏角度、ブームに作用する負荷、アウトリガの
張出長などがあり、また。

定数としＣは車体の重酸１作業台の重し、安全率などが
あるが、上記のようにマイコンを利用する場合３通雷」
二記変数ばセンサを用いて検出する一方、」二記定数は
メモリ内に書込まれている。

しかしながら、このような構造では、上記定数は高所作
業車の機種変更や組立状態などにより変化するため、こ
の変化の都度、メモリの内容を書替えなりればならない
という不便があった。

本発明しＪかかる従来の問題点に鑑メてなされたもので
あっ゛乙調整ボリュームを設けることにより、安定側モ
ーメントおよび転倒側モーメントを演算する際に、上記
調整ボリュームを介してブーム搭載車両個有の定数を初
期設定できるとともに。

調整ボリュームを介してその設定された値をＣＰＵへ入
力できるようにした汎用性に冨むブーム搭載車両の安全
装置を提供するものである。

以下１本発明の構成を実施例につき図面に基づいて説明
する。

本発明に係るブーム搭載車両を第１図に示し。

ブーム搭載車両１は高所作業車であって、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、　Ｊｋ回台３の」一端にブーム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７を介して回転自在に
枢着されている。

作業台６は、旋回台３とブーム４の間に配設した駆動側
の平衡シリンダ８と、ブーム４と連結部材７との間に配
した従動側の平衡シリンダ９との連係により、ブーム４
の起伏動作に対応して、富に水平状態を維持するように
構成されている。

作業台６の連結部月７には吊上装置」０が取り（＝Ｊり
られている。吊上装置１０は、連結部材７に旋回自在に
支持した旋回ボスト１１と、旋回ボスト１１に回転自在
に支持した作業用ブーム１２と。

ウィンチ装置１３とを備え、旋回ボスト１１ば作業台６
の旋回用首振シリンダ（図示省略）によって選択的に旋
回できるようになされている。なお。

ウィンチ装置１３において、１４ばウィンチモータ、１
５はワイヤ、１６ばフックである。

また、車体２の前後の左右両側の計４個所にはアラ１〜
リガ１７が車体側方へ張出可能に設りられ。

該アウトリガ１７にはジヤツキ１８が設けられている。

上記高所作業車１において、旋回台３の車体２への取イ
」部にはブーム４の基準位置に対する旋回角度を検出す
る第１検出手段であるブーム旋回角度検出器１９（例え
ば、ポテンショメータ）が。

また、ブーム４には該ブーム４の起伏角度を検出する第
２検出手段であるブーム角度検出器２０（例えば、ポテ
ンショメータ）が、さらに、起伏シリンダ５とブーム４
との連結部には起伏シリンダ５にかかる負荷を検出する
第３検出手段であるブーム負荷検出器２１　（例えば、
ロードセル）がそれぞれ設けられ、また、車体２にはア
ウトリガ１７の張出長さを検出する第４検出手段である
４個のアウトリガ張出長検出器２２ａ〜２２ｄ　（例え
ば、ポテンショメータ）が設＆Ｊられている。

また９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う作業台
側操作部２３と、各操作信号を出力するための作業台側
制御装置２４とが設けられている。

一方、旋回台側には、ブーム関連作動を制御する／ 中央制御装置２５．上記作業台側操作部２３と同様の旋
回台側操作部２６およびブーム関連作動用の油圧制御弁
２７が設けられている。該油圧制御弁２７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
各アクチブ、エータへ供給する油圧を制御するものであ
る。

中央制御装置２５ば、第２図に示すように、ハ・−Ｆウ
ェアとしてＣＰＵ２８．メモリ２９．ペリフェラル・イ
ンタフェース・アダプタ３０．アナログ・デジタル・ユ
ニｙ　Ｉ・３１および油圧制御弁作動用アンプ３２を備
えているとともに、ソフトウェアとして後述する情報処
理手段を備えている。

ＣＰＯ２８は、メモリ２９に書き込まれているプログラ
ムに従って、アナログ・デジタル・ユニット３１からの
各種データを読み取り、演算処理した後、ペリフェラル
・インクフェース・アダプタ３０へ信号を出力する。そ
して、このペリフェラル・インクフェース・アダプタ３
０から油圧制御弁作動用アンプ３２を介して油圧制御ａ
１１弁２７へ作動信号が送られる。ここで、アナログ・
デジタル・ユニット３１へ入力される信号は、ブーム旋
回角度検出器１９．ブーム角度検出器２０およびブーム
負荷検出器２１からの転倒側モーメントの演算を行うた
めの各検出信号、各アウトリガ張出長検出器２２ａ〜２
２ｄからの安定（ハ（１モーメントを演算するための各
検出信号２作業台側もしくは旋回台側操作部２３．２６
からの操作信号並びに調整ボリューム３３からの調整ボ
リューム信号である。

調整ボリューム３３は、メモリ２９に書き込まれるブー
ム搭載車両個有の定数、すなわち、適用対象となる高所
作業車１に固有の車体２の重量。

作業台６の重量および安全率などを初期設定するための
もので、中央制御装置２５に設けられている。

ここで、高所作業車１における転倒側モーメン１−Ｍｔ
および安定側モーメントＭｓについて、第３図および第
４図に基づいて算出すると次式が得られる。

Ｍ　ｔ　＝Ｗ　（ｊ２　ｗｃｏｓＩ十Ｂ−Ａ−Ｃ−７！
Ｒ）−ト（ｏ・（Ｉｔｔ、）ｃｏｓβ−Δ−Ｃ−ｆｆＨ
）＝　Ｗ　（ｊ！　ｗｃｏｓβ＋１３　）　＋ａｒ（７
！（ｙｃｏｓβ）−（Ｗ十哲）（Ａ＋Ｃ１ｌ！Ｒ） ＝Ｆｈ−（Ｗ＋ω−）　（Ａ、＋Ｃ十ＮＲ）　＋１）（
Ｆｈ＝　Ｗ　（１ｗｃ、ｏｓβ＋Ｂ）十面（９ｙＣＯ３
β）〕Ｍｓ　＝Ｗｓ　（Ａ＋ｌ１Ｒ）＋２） Ｗ：作業台６に加わる負荷 τＪｒ：フ゛−ム等の自重 ＷＳ；安定側＠重 へ二アウトリガ最短縮時の旋回台中心Ｇ１とアウトリガ
１７との距離 Ｂ：作業台６の枢軸ａと作業台重心Ｇ２との距！１ＳＩ
ｔ Ｃ：ブームの基端すと旋回台中心Ｇｌとの距離ｈ：ブー
ムの基端すと起伏シリンダ５との距離７！Ｗ：ブームの
長さ １、りｒ；ブームの基端すと重心Ｇ３との距離β：ブー
ムの起伏角度 Ｆ：ブーム負荷（起伏シリンダ５の圧縮力）ｆｆＨ’（
７！Ｌ　）　：アウトリガの張出長さ、すなわち、右側
（左側）前後の張出長 ７！Ｒｐ　・　（（ＲＲ（／：ｂＦ　・　”ＬＲ）のう
らの小さい方 続いて、安定側モーメン１−Ｍ５と転倒側モーメントＭ
ｔとの比、すなわち、安定モーメント比αをめると。

となる。この安定モーメント比αは１．３以上の一定値
で、経験により安定性の点から転倒が起こらないと考え
られる値である。

上記（３）式を変形して次の（４）式を得る。

Ｆｈ　＝　と旦　（Ａ＋ノーＪ＋（Ｗ＋げ）（Ａｒｃ＋
）ａ）　（４１α　工（ （４）式の右辺におけるＷｓ、Ａ、Ｃは定数であり。

また、Ｗ＋１も実質的に定数として取扱うことができ、
αも定数である。ｈはブーム起伏角度βの関数となる。

したがって、アウトリガ１７の張出長へ（翫）をアウト
リガ張出長検出器２２２〜２２ｄで検出すれば（４）式
の右辺は算出することができる。また。

ブーム負荷Ｆをブーム負荷検出器２１で検出し。

ブーム起伏角度βをブーム角度検出器２０で検出してｈ
を１算ずれば、（４）式の左辺も算出することができる
。

そして、（４）式で左辺≧右辺の場合に危険であるごと
になるため、左辺−右辺となったときに安全限界を越え
る方向のブーム関連作動、つまり、ブーム４の伸長およ
び倒伏を規制すればよいことになる。

また、上記ブーム関連作動の規制は９作業が車体側範囲
で行われる場合のものであるが９作業が前方、後方範囲
で行われる場合は、アウＩ−リガ１７の張出長は車体転
倒防止に関係しなくなり（但し。

前方、後方範囲θ１．θ２は拡大する）アウトリガ張出
長を最大張出時の長さに設定して安全作業半径をめ、ブ
ーＪい関連作動の規制を行う。

作業域が前方あるいは後方範囲から側方範囲に変わる場
合は、アウトリガ張出長が関係してくるため、それに応
じた旋回操作の規制を行うことになる。ずなわら、第４
図に示すようにブームの旋回中心を基準として、前方範
囲はライン１．ＩＶで区画されるθ１範囲であり、後方
範囲はライン■。

■で区画されるθ２範囲である。そし”乙前方あるいは
後方範囲からライン１〜■を越えて側方範囲へ旋回移行
する場合、側方範囲のモーメンｌ算の結果、（４）式で
左辺≧右辺のとき、旋回操作を規制することになる。

なお、上記モーメント計算において、ブーム起伏角度β
を変数とするｈについては、ブーム起伏角度の数十点に
ついて予め計算しておいたものをメモリに記憶せしめて
おき、その記憶値をブーム角度に応じ”Ｃ読み出すこと
により、計算時間の短縮を図ることができる。

第５図には前述した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４１において、各アウトリ
ガ張出長検出器２２ａ〜２２ｄで検出されたアウトリガ
張出長と調整ボリューム３３で設定された安定側モーメ
ント演算のための定数とから安定側モーメントが演算さ
れる。

ブロック４２において、ブーム１Ｍ回角度検出器１９、
ブーム角度検出器２０およびブーム負荷検出器２１でそ
れぞれ検出されるブーム旋回角度。

ブーム起伏角度およびブーム負荷と、調整ボリューム３
３で設定される転倒側モーメント演算のための定数とか
ら一転倒側モーメントが演算される。

ブロック４３におい゛乙上記ブロック４Ｉで演算された
安定側モーメントと、ブロック４２で演算された転倒側
モーメントとが比較され、転倒側モーメントが安定側モ
ーメントと等しいかあるいは安定側モーメントより大き
いときは、動作規制情報が発止される。

また、ブロック４４においては９作業台側もしくは旋回
台側操作部２３．２６からの操作信号に基づいて、ブー
ム４の右旋回、左旋回、起立、倒伏、伸長、縮長のうら
のいずれのブーム関連作動をどのような速度で行うかに
ついての動作情報が演算される。

そし゛ζ、ブロック４５において、ブロック４３からの
動作規制情報とブロック４４からの動作情報とを比較し
、各規制条件をυを足するような出力信号が演算されて
油圧制御弁２７へ出力され、これにより、ブーム関連作
動、つまり、ブーム４の旋回、起伏、伸縮が安全作業範
囲において行われる。

続いて、上記ブロック４１．４２および４３の処理の流
れを第６図のフローチャートにしたがって具体的に説明
する。なお、第６図において■〜［相］はフローチャー
トの各ステップを示す。

まず、ＣＰＵ２８はアウトリガ張出長検出器２２ａ〜２
２ｄからアウトリガＩ７の張出接顔を入力しくステップ
■）、調整ポリコーーム３３を介して。

安定側荷重Ｗｓ（ステップ■）、続いてアウトリガ最短
縮時の旋回台中心Ｇ１とアうトリ力１７との距離Ａ（ス
テップ■）を入力する。そして、これらの入力値Ｗｓ、
Ａ、β□から前述の（２）式により安定側モーメントＭ
ｓを演算する（ステップ■）。

次に、ブーム角度検出器２０からブーム起伏角度βを人
力しくステップ■）、続いてブームに４％検出器２１か
らブーム負荷Ｆを入力して（ステ・ノブ■）、データテ
ーブル（図示省略〉から上記入力値β、Ｆに対応するブ
ームの基端すと起伏シリンダ５との距離りを読み出す（
ステップ■）。そし°乙調整ボリューム３３を介して１
作業台６に加わる負荷ＷとブーＪ・等の自重伊との和（
ＷねＶ）（ステップ■）、続いてブームの基＋＞ｉ　ｂ
と旋回台中心Ｇ１との距％ＩＩＣ（ステップ＠ｌ）を入
力し、入力値Ｆ、ｌ＋、Ｗ＋σ、Ａ、Ｃ，β１え　から
前述の（１）式により、転倒側モーメンｌ−Ｍｔを演算
する（ステップ０）。

次に、調整ボリューム３３を介して安定モーメント比（
安全率）αを入力しくステップ０）、上記安定側モーメ
ンｌ−Ｍ　ｓおよび転倒側モーメントＭＬの比　Ｍ　ｓ
　／　Ｍ　ｔと上記安定モーメント比αとを１ヒ較演算
する（ステップ０）。そして、Ｍｓ／Ｍｔがαよりも大
きければ動作規制情報は発生−１ず、一方、　Ｍ　Ｓ　
／　Ｍ　ｔがαと同じかあるいはαよりも小さければ動
作規制情報を発生ずる（ステップ■）。

以」＝詳述したように２本発明によれは、中央制御装置
の情報処理手段により安定側モーメントと転倒側モーメ
ントを比較演算する際に、調整ポリューＪいを介してブ
ーム搭載車両個有の定数を初期設定できるとともに、調
整ボリュームを介し“ζその設定された値をＣＰＵへ入
力できるから１機種の相違５組立状態の相違にかかわら
ず多種多様のブーム搭載車両に適用することができ、極
めて汎用性に冨む安全装置を提供することができる。

【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図は中央制御装置の構成を示すブロック
図、第３図は安定側と転倒側のモーメントを説明するた
めの該路側面図、第４図は同該略平面図、第５図は中央
制御装置におりる処理の流れを示すブロック図、第６図
は第５図における一部の流れを具体的に示すフローチャ
ートである。 ■・・・ブーム搭載車両（高所作業車）２・・・車体、
　３・・・旋回台 ４・・・ブーム、１７・・・アウトリガ１９・・・第１
検出手段（ブーム旋回角度検出器）２０・・・第２検出
手段（ブーム角度検出器）２１・・・第３検出手段（ブ
ーム負荷検出器）２２ａ〜２２ｄ・・・第４検出手段 （アウトリカ゛張出長検出器） ２３・・・作業台側操作部、２５・・・中央制御装置２
６・・・旋回台側操作部、２７・・・油圧制御弁３３・
・・調整ボリューム 特許出願人　新明和工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　車体上に搭載された旋回台にブームを起伏可能
   に枢支する一方、車体にはジヤツキを備えたアウトリガ
   を側方へ張出可能に配設したブーム搭載車両において、
   ブームの旋回状態を検出する第１検出手段と、ブームの
   起伏状態を検出する第２検出手段と、ブームに作用する
   負荷状態を検出する第３検出手段と、前記アウトリガの
   張出状態を検出する第４検出手段と、ブーム関連作動を
   制御する操作部と、前記各検出手段からの検出信号およ
   び前記操作部からの操作信月が送られる中央制御装置と
   、前記検出信号によって設定される安全作業範囲におい
   て、中央制御装置に゛ζ切換制御されるブーム関連作動
   用油圧制御弁とを具備し、前記中央制御装置が。 ０：１記各検出手段よりの検出信号に基づいて安定＋１
   ｌｌＩモーメントと転１６１　Ｉｔ！１１モーメントを
   演算する情報処理手段と、該情報処理手段が前記演算を
   行う１祭にブーム搭載車両個有の定数を初期入力する調
   整ボリュームとを有していることを特徴とするブーム搭
   載車両の安全装置。