JPS63196495A

JPS63196495A - 平衡荷役装置

Info

Publication number: JPS63196495A
Application number: JP2879287A
Authority: JP
Inventors: 周武田; 都丸　仁; 大坪　和彦
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1988-08-15
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0818796B2

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】［産業上の利用分野〕１　　　　　　　この発明は巻上げ式あるいは平行四辺
形リンク式などの平衡荷役装置に関し、特に同装置にお
いてアクチュエータにより平衡状態に静止させた吊り荷
に対し操作者が僅かな力を加えることにより吊り荷を上
昇あるいは下降させるバランスモードのための改良に関
する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置としては、例えば特公昭５２−２６
０１５号公報に示される平衡運搬機がある。この従来装
置は、平行四辺形リンクｔＦ１ｉＩＩＪの一端に荷物を
吊下げ、他端にモータを設け、前記モータからリンク機
構を介して荷物に該荷物の重量に応じた力を加えること
により荷物の平衡状態を保持するようにしたものである
が、この装置においては、速度指令とそのフィードバッ
ク信号との偏差を記憶回路に記憶し、該記憶した速度指
令値を定電流回路の一方の入力端子に入力するとともに
、前記モータの回転子を流れた電流を検出し。

該検出した電流値に対応する電圧値を前記定電流回路の
他方の入力端子にフィードバックしている。

定電流回路は、これら入力信号の比較器として動作し、
その比較結果をトルク指令としてモータをトルク制御す
る。

かかる従来装置において、速度指令電圧を零にするとモ
ータの回転が停止するとともに前記記憶回路にはその状
態に対応づるトルク指令値が記憶されることになり、荷
物はその位置で停止する。

この後前記記憶回路は、平衡状態を維持するトルク指令
値を出力し続けるので、この状態で荷物に上下方向に僅
かな力を加えることにより荷物を上昇、下降づることが
できる。

第１０図にかかる従来装置のブロック線図を示す。

第１０図において、重量Ｗ、質吊ｍかうなる荷１はロー
ブ２、ドラム３を介してモータ４によって昇降される。

１８はモータドライブ回路、１９は加篩点であり、加粋
点１９にはトルク指令電流ｉｏが入力されるとともにモ
ータ電流ｉがフィードバックされる。かかる構成におい
て、モータ４の理論的引張力ＰＭは次式で表わせる。

ＦＭ＝Ｋｆ　　（ｉｏ−ｉ）　−ｃｘ　　　　・　（１
）上記（１）式において、Ｋｆはドライバゲイン。

モータトルクゲインを１としたゲイン、Ｃ父はモータ粘
性力である。

また、モータ電流ｉは次式で表わすことができ、ｉ＝Ｆ
Ｍ−ＫＭ　　　　　　　　　　　・・・（２）従って、
これら（１）（２）式より・・・（３）が成立する。又、モータ４、ドラム３、減速ｎ等で発生
する全ての摩擦力の合計摩擦力をＦｄとすると、モータ
の実引張力ＴはＴ＝ＦＭ−Ｆｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　・・・　く　４　）となり、作業者が平
衡状態で加える操作力をｆとすると以下のようなつり合
い条件式が成立する。

ＦＭ　−Ｆｄ　＝ｍ’ｘ＋Ｗ−ｔ’　　　　　　　　・
　（５）そして、（３）式及び（５）式によりＦＭを澗
去するとＣ父ｍｘ＋□ １＋ＫｆＫＨ・・・　（６）が成立する。

すなわちこの従来装置は、モータ電流とモータトルクが
略１対１に対応することを利用し、フィードバック値と
してモータ電流を用いたものであるが、モータ、吊り筒
機構等の摩擦によって実際に荷を吊っている部分の力が
目標値と大きく異った値となる。また、上記（６）式か
らトルク指令電流ｉｏはｉｏ　＝Ｗ（１＋Ｋｆ　ＫＭ　
＞／Ｋｆであれば良いことが判るが、この従来装置にお
いては、荷ｍＷをモータ電流によって間接的に検出して
いるため、モータ等の摩擦により検出値に誤差が生じ、
このため荷が完全に静止しない等の不都合が生じる。ま
たこの従来装置においては、上記（６）式からも明らか
なように、摩擦力Ｆｄが直接操作力ｆに対する抵抗力と
して働くため、操作力ｆとして大きな力が必要となると
いう問題点が゛あった。

２　　　　　　そこで、特公昭５３−３４３７８号公報
においては、かかる特公昭５２−２６０１５号公報に示
す構成に、動き始めの機械的摩擦力を補償する第１のｒ
９擦補償回路と、動き出しだ俊の摩擦力を補償する第２
の摩擦補償回路とを追加し、トルク伝達装置に発生する
動き出し始めと動き出し後の摩擦力の変化に対してモー
タトルクの変化を追従させるようにして、わずかの操作
力で荷物を直接上昇下降できるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この従来装置において摩擦を完全に補償するた
めには、モータ、吊り筒機構等、義械の特性を全て完全
に把握することが不可欠であり、このように機械の各種
特性を完全に把握することは実際上無理である。したが
って、上記従来装置においては、摩擦を完全に補償しき
れず、この結束、荷が完全に静止しなかつたり、上下方
向の一方向の操作力が重くなってしまうことがある。

また、この従来装置においては、１↑擦補償回路を具え
た複雑な構成となっており、８置構成が複雑かつ高価に
なるという問題点がある。さらに、この従来装置では、
前記従来装置同様モータ電流に対応する電圧値をフィー
ドバックし、このフィードバック値を用いてトルク指令
を求めているため、モータ等のＳ＊により荷の自重を正
確に検出することができず、このためトルク指令に誤差
が生じ、荷が完全に静止しない、精度良い運転ができな
い等の問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明では、吊下げた荷を昇降する吊り荷昇降機構と、この吊り荷昇
降機構を＃Ａ動するアクチュエータと、このアクチュエータを駆動するドライブ回路と、前記吊
り荷昇Ｖ＃機構の荷を吊る部位近傍に配される荷重セン
サと、この荷重センサの検出値を取込むことにより前記荷の重
量を記憶し、該記憶値に対応する指令値を出力する記憶
演算手段と、該記憶演算手段から出力される指令値と前記荷重センサ
の出力との偏差を求める演算手段と、前記アクチュエー
タの速度を求めるアクチュエータ速度検知手段と、前記吊り荷の加速度を求める吊り荷加速度検知手段と、前記演詐手段から出力される偏差に、前記アクチュエー
タ速度検知手段によって求めたアクチュエータ速度を加
算し、該加算結果に前記吊り荷加速度検知手段によって
求めた吊り荷加速度と前記記憶した荷の重量との乗埠値
を加算するフィードバック手段とを具え、該フィードバック手段の出力を前記ドライブ回路に入力
するようにする。

〔作用〕

かかる構成において、荷が平衡状態になると、前記荷重
センサの検出値、即ち荷の自重Ｗが前記記憶演算手段に
取込まれ、記憶される。記憶演算手段はこの記憶値Ｗに
対応する指令１ｉ　Ｗ　ｏを篩出し、これ以後、荷が吊
られている間はこの指令値Ｗｏを出力し続ける。

この状態において、作業者によって荷１に操作力ｆが加
えられると、拘重セン丈から検出値（Ｗ＋ｆ）が出力さ
れ、この検出値は前記演京手段に入力され、該演算手段
からは前記指令値Ｗｏとのａ差Ｗｏ−（Ｗ＋ｆ）が出力
される。この偏差は前記フィードバック手段に入力され
る。フィードバック手段は該偏差Ｗｏ−Ｗ−ｆにアクチ
ュエータ１度Ｖを加算し、更に吊り荷加速度αと荷の重
ｆｆ１Ｗとの乗ｎ値αＷを加算することにより指令信号
Ｖｆ　　（＝Ｋｆ　　（Ｗｏ　−Ｗ　−ｆ　）　＋Ｋｖ
ｐｖ＋にααＷ　　：Ｋｆ　、　Ｋｖｐ、　Ｋα・・・
ゲイン）を求め、この指令信号Ｖｆを前記ドライブ回路
に入力する。

ドライブ回路は、この指令信号■ｆと前記アクチュエー
タ速度Ｖとの偏差に従って７クチユエータを駆動し、こ
の結果荷は操作力ｆに対応する速度で上下動する。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の基本的原理を説明するためのもので、
平衡状態に静止させた吊り荷に対し操作者が僅かな力を
加えることにより吊り荷を上昇、下降できるバランスモ
ードについての構成例を示すものである。

第１図において、荷１はロープ２を介したドラム３の回
動により上昇又は下降する。ドラム３は図示しない減速
器を介してモータ４により駆動される。ロー１２の吊り
両部近傍には、操作レバー５を備えた操作ボックス６と
、荷１の自重およびこの荷１に加えられる負荷等を検出
づるための荷重センサ７と、荷１の加速度αを検出する
加速度センナ８とが設けられている。操作レバー５はモ
ータ４に対する速度指令信号■、を与えるもので、この
レバー５の変位は操作ボックス内のポテンショメータ（
図示せず）によって検出される。この速度指令信号■□
は該速度指令に応じて吊り荷を昇降するレバーモードに
用いられるが、その詳細については後述する。モータ４
の回転速度Ｖは速度センサ１２によって検出されている
。モータ４を駆動するドライブ回路５０は、指令値Ｖｆ
とモータ速度Ｖとの偏差をとる加算点５１と、駆動回路
５１とで構成され、上記偏差Ｖｆ　−ｖに従ってモータ
４を駆動する。荷重センサ７としては、例えば歪ゲージ
式のロードセルが用いられ、該センサ７の検出ＩＴは加
算点９に入力される。

この加算点９の他方の入力端子には、力指令値演算部１
０からの力指令Ｗｏが入力される。

力指令値演算部１０には、吊り荷の速度が零、すなわち
吊り荷が停止しているときの吊り荷の重ｆｆ１Ｗが記憶
されている。この記憶手順については後述する。力指令
１演詐部１０は、該記憶している自重Ｗに定常偏差Ｗ／
Ｋｆ分のゲタをはかせることにより該自ｍＷを力指令Ｗ
ｏ　　（＝Ｗ（１＋Ｋｆ　＞／Ｋｆ　＞に変換する。

すなわち、荷１の自重Ｗは荷１が静止状態のときに荷重
センサ７から力指令値演算部１０に入力されるが、この
際、この自重値Ｗは加算点９にも同様に入力されるため
、力変換を行わないで自重値Ｗを加算点９に入力したの
では、加算点９から出力される偏差は零となり、この結
果、モータ４に入力する力指令がＯとなり、モータ４は
トルクを発生しない。したがって、吊り荷１は自重によ
って下降し、荷１を静止させることができない。

このため、力指令値演算部１０においては、入力された
自重値Ｗに所定の定数値（１＋Ｋｆ　＞／Ｋｆを掛ける
ことによって、自重値Ｗに定常偏差Ｗ／Ｋｆ分のゲタを
はかせ、加算点８から出力されるｆＡ差が零にならない
ようにしている。

次に、加算点９は前記力指令値演算部１０から入力され
る力指令Ｗｏと荷重センサ７の検出１１Ｔとを比較し、
この偏差（Ｗｏ−Ｔ）を増幅器１１に入力する。増幅器
１１は入力された偏差（Ｗ　。

−Ｔ＞に所定のゲイン定数Ｋｆを乗じ、その出力を加速
度ポジティブフィードバック回路２０の加算点２１に入
力する。このフィードバック回路２０は、加速度センサ
８の検出値αに記憶している荷の自重Ｗを乗じて出力す
る乗算回路２２、増幅器２３、加算点２１を有し、加算
点２１に入力される増幅器１１の出力Ｋｆ（Ｗｏ−Ｔ）
に慣性力要素にα・α・Ｗを正フィードバックする。

加算点２１の出力は速度ポジティブフィードバック回路
３０に入力される。このフィードバック回路３０は、速
度センサ（例えばタコジエネレータ）１２によって検出
されたモータ回転速度■にゲインＫｖｐを乗じて出力す
る増幅器３２、加算点３１を有し、加算点３１において
前記加速度ポジティブフィードバック回路２０の出力Ｋ
ｆ　（Ｗ。

−Ｔ）＋にα・α・Ｗにモータ速度要素Ｋｖｐ・■を正
フィードバックする。加算点・３１の出力は加速度フィ
ードバック回路４０の加算点４１に入力される。

加速度フィードバック回路４０は、速度センサ１２から
出力されるモータ速度■を微分してモータ加速度ａを求
める微分器４２、増幅器４３、加算点４１を有し、加算
点４１において前記速度ポジティブフィードバック回路
３０の出力Ｋｆ　　（Ｗｏ−Ｔ）十にα・α・Ｗ＋ＫＶ
Ｄ・■にモータ加速度要素Ｋａ−ａをフィードバックし
、モータ指令信＠Ｖｆ　　（＝Ｋｆ　　（Ｗｏ−Ｔ）＋
にα・α−Ｗ＋ＫＶＤ−Ｖ−Ｋａ　−ａ）を出力する。

１　　　　　　加速度フィードバック回路４０の出力は
ドライブ回路５０の加算点５１に入力され、加算点５１
において、モータ指令Ｖｆと回転速度検出器１２の検出
信号■との偏差が求められ、この偏差は駆動回路５２に
入力され、駆動回路５２によってモータ４が駆動される
。

かかる構成において、荷１が静止しているときに、荷１
に対して作業者が上向きの操作力ｆを加えたとすると、
この時の荷重センサ６の検出値Ｔ（＝Ｗ−ｆ　）が加算
点９に入力される。加算点９は力指令値演詐部１０の出
力Ｗｏとこの検出値（Ｗ−ｆ　）を比較し、その偏差Ｗ
ｏ−（Ｗ−ｆ）を増幅器１１、フィードバック回路２０
．３０゜４０を介してドライブ回路５０に入力する。こ
の場合、上向きの操作力ｆにより荷重センサ７の検出値
■は減少するので、加算点９から出力される偏差Ｗｏ−
（Ｗ−ｆ＞は静止時の偏差Ｗむ−Ｗに比べ操作力ｆだけ
増大し、よってモータトルクが増大し荷１は上方に移動
する。すなわち、平衡状態から荷に力を加え始める際に
、荷重センサ７がこの操作力ｆを感知さえすれば、加算
点９に荷を上下させる偏差が生じ、この為、ゲイン定数
Ｋｆを十分大きくとれば、人は静止摩擦をほとんど感し
ることなく荷を昇降させることができる。

ところで、第１図に示す構成において、加速度ポジティ
ブフィードバック回路２０、速度ポジティブフィードバ
ック回路３０、加速度フィードバック回路４０を除いた
構成を想定する。この場合、モータの論理的引張力Ｆ１
４は次式で表わせる。

ＦＭ　−Ｋｆ　　（Ｗｏ−Ｔ）−Ｃ父　　　・（７）上
記（７）式において、Ｋｆはドライバゲイン。

モータトルクゲインを１とした増幅器１１のゲイン、Ｗ
ｏは力指令、■は荷重センサ７の検出値、Ｃ父はモータ
粘性力である。またモータの実引張力Ｔは、摩擦力をＦ
ｄとするとＴ＝ＦＭ−Ｆｄ　　　　　　　　　　　　・・・（８）
となり、これら（７）（８）式よりが成立する。また前記実引張力■は荷１の賀ｍをｍ、操
作力をｆとするとＴ＝ｍ及＋Ｗ−ｆ　　　　　　　　　　　・　（１０）
のようにも表わせるため、これら（８）　（９）　（１
０）よりＦｄを消去すると・・・（１１）が成立する。

この（１１）式と従来装置の構成から導かれる前記（６
）式とを比べてみた場合、前述したように従来装置は摩
擦力Ｆｄがそのまま操作力ｆに対する抵抗力となるが、
本実施例構成によれば摩擦力Ｆｄが見かけ上１／（１＋
Ｋｆ）に減少する。したがってゲイン定数Ｋｆを大きく
とれば、摩擦力をほとんど感じることなく荷を上下でき
る。

また、荷１を静止させるためには、前記（１１）式％式
％従って、前記力指令値演綽部１０では荷重センサ７から
入力された荷の自重Ｗに所定の定数（１＋Ｋｆ）／Ｋｆ
を掛けることにより力指令値Ｗｏを粋出する。

このように、上記３つのフィードバック回路２０．３０
、および４０を除いたカフィードバックのみの回路構成
を考えた場合、操作力ｆを軽くしようとして増幅器１１
のゲインＫｆを大きくとると、ワイヤ２の伸縮、アーム
のたわみ（平行四辺形方式の場合）、減速機のバックラ
ッシュ等の影響で系が不安定になってしまう問題があり
、このため、カフィードバックのみの回路構成では上記
ゲインＫｆを大きくとることはできない。したがってカ
フィードバックのみの構成では操作力ｆをそれ程軽くす
ることはできない。

そこで、この実施例では増幅器１１のゲインＫｆは系が
安定になるまで下げ、その代わりに前記速度ポジティブ
フィードバック回路３０を設け、同回路３０によってド
ライバ速度フィードバック、機械的粘性等による粘性力
Ｃ父をキャンセルするようにしている。速度ポジティブ
フィードバック回路３０は、例えば荷１を上向きに動か
しているときには、モータ４に更に上向きの指令電圧を
加える回路であり、速度に比例する性質をもつ粘性力Ｃ
ｘを減少することができる。このゲインＫｖｐを適宜増
減することによって定常速度時の操作力を任意に与える
ことができる。

一方、ワークの慣性力を考えてみると、前記（１１）式
から明らかなように、カフィードバックのみでは、入力
ｆに対する慣性力ｍχの比は従来装置と何ら変わってな
く、操作者は１００／（ｙの荷１を持てば１００Ｎｙの
物体の慣性力を感じてしまう。

そこで本実施例では加速度ポジティブフィードバック回
路２０を更に設け、同回路２０によって加速度αの方向
に応じた指令電圧を加えるようにする。例えば上向きに
荷１を動かしているときに荷１を止めようとすると同回
路２０によってモータの減速の方向に指令電圧が加えら
れ、よって操作者は小さな力で荷１を減速することがで
きる。一方、加速の時も同様に、加速の方向にモータ指
令電圧が加えられるため小さな力で加速でき、あたかも
軽い物体を加減速するかの如く操作できる。

尚、慣性力は荷の申ｆｆ１Ｗに比例するため、演算回路
２２で荷の自重Ｗを記憶し、加速度αに該自重Ｗを乗す
るようにしている。更に増幅器２３のゲインにαを増減
するようにすれば、任意の加減速操作力を与えることが
できる。

以上の速度ポジティブフィードバック回路３０および加
速度ポジティブフィードバック回路２０による構成で、
操作力を軽くすることができるが、前述したアームの柔
らかさ、ワイヤの伸縮、減速ｎ等のバックラッシュ等の
影響で、系が不安定になることがあり、特に高い周波数
（１０）−１ｚ前後）の発振が起きることがある。この
現象はドライブ回路５０によるモータの速度フィードバ
ックのみでは止まらず、更に高次のモータ加速度信号ａ
をフィードバック覆ることが効果的であることが分った
。

そこでこの実施例では、モータ加速度フィードバック回
路４０を更に設け、モータ加速度ａを指令値にフィード
バックするようにした。

第２図は本発明の一実施例装置の全体構成例を示すもの
で前述したバランスモードによる制御を行うバランスモ
ード制御回路６０の他に、操作レバー５から入力された
速度指令■ｌに従って吊り荷を昇降させる制御を行うレ
バーモード制御回路７０を具えている。

バランスモード制御回路６０には、荷重センサ７の検出
値Ｔ、加速度センサ８の検出値α、モータ速度センサ１
２の検出値Ｖおよび力指令値演惇部１０の出力Ｗｏが入
力され、バランスモード制御回路６０はこれら入力情報
を用いて下式に従ったモータ指令Ｖｆを演算し出力する
。

Ｖｆ　＝Ｋｆ　　（Ｗｏ−Ｔ）＋ＫＶＥ）−ｖ＋にα−
ａ−Ｗ−Ｋａ　−ａ　　　　　　−（１２）レバーモー
ド制御回路７０には、操作レバー５からの速度指令Ｖｌ
およびモータ速度センサ１２の検出値ｖが入力され、レ
バーモード制御回路７０はこれら入力信号を用いて下式
に従ったモータ指令■［を出力する。

ＶＬ　　＝ＫＬ　　・Ｖ　　　−Ｋｖ　　−ｖ　　　　
　（ＫＬ、Ｋｖ　　：ｌゲイン）　　　　　　　　　・・・（１３）第３図はバ
ランスモード制御回路６０をアナログ回路で構成した内
部構成例を示すしので、微分器６１、増幅器６２．６３
，６５，６７、乗詐器６４、減算器６５、およびバッフ
ァ６８により上記（１２）式に従った演算を行いモーフ
指令■ｆを篩用する。

第４図はレバーモード制御回路７０をアナログ回路で構
成した内部構成例を示づもので、増幅器７１．７２およ
び減算器７３によって上記（１３）式に従った演Ｑを実
行し、モータ指令■［を篩出する。

また、第２図において、操作ボックス６にはモード切替
スイッチ１３が設けられており、操作者はこのスイッチ
１３の切替えによってレバーモードとバランスモードと
を適宜に切替えることかでｉ　　　　　きる。すなわち
、切替回路８０の接点はスイッチ１３の投入態様に応じ
て切替えられるようになっており、スイッチ１３の投入
態様に応じてレバーモード制御回路７０からの指令信号
ＶＬおよびバランスモード制御回路６０からの指令上Ｑ
　Ｖ　ｆのいずれかをドライブ回路５０に入力する。

また、第５図は力指令ｉｆ１浪篩回路の記憶回路部分の
内部構成例を承りもので、この場合同記憶回路をサンプ
ルホールド回路で構成するようにした。

このサンプルホールド回路は、切替スイッチ１３に連動
するスイッチ１４をオンにすることにより、Ｕ　Ｊ　Ｔ
　（ｕｎｉｊｕｎｃｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ＞
　１５をオンし、これにより入力端子に加わる何中セン
リアの検出値をコンデンサ１６に保持するものである。

スイッチ１４は切替スイッチ１３がバランスモード側に
切替えられた時点にオンとなる。したがって、例えば操
作者が切替スイッチ１３をレバーモード側に投入し、地
上に置かれた荷をレバー操作で持ち上げた後静止させ、
該静止状態のときに切替スイッチ１３をバランスモード
側に切替えるようにすれば、該静止状態における荷１の
自重Ｗがサンプルホールドされる。また、切替スイッチ
１３がバランスモード側に切替えられた時点で、切替回
路８０の接点はバランスモード制御回路６０側へ切替え
られるので、バランスモード制御回路６０の指令信号Ｖ
ｆがドライブ回路５０へ入力される。このため、吊り荷
は入力ｆが加えられない限り静止し、入力が加わると入
力に比例した速度で昇降する。

なお、上記実施例においては、力指令値演郷部１０、レ
バーモード制６１］回路７０、バランスモード制御回路
６０等をアナログ回路で構成するようにしたが、これら
を第６図に示すようなディジタル回路で構成するように
してもよい。この第６図に示す構成においては、速度指
令■４、加速度センサ８の出力α、荷重センサ７の出力
Ｔ１速度センサ１２の出力■をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換回路９１、Ａ／Ｄ変換出力をパラレルに入力するＩ１
０回路９２、上記センサの出力値に基づきバランスモー
ド時の指令Ｖｆおよびレバーモード時の指令■［を演算
するディジタル演算部９３、Ｄ／Ａ変換回路９４、上記
センサ出力のサンプリング周期を決定するためのタイマ
９５等を具えるようにしている。第７図はかかる第６図
に示すディジタル演算部９３の作用例を示すフローチャ
ートであり、この場合、モード切替スイッチ１３がバラ
ンスモードに切替わった瞬間の荷重ぜンザ７の検出値Ｔ
を読取ることにより、静止時の荷１の自重Ｗを記憶し、
この記憶値に基づきバランスモード時の力指令値Ｗｏを
求めるようにしている。以俊、この指令値Ｗｏは再度モ
ード切替スイッチ１３がバランスモード側に切替えられ
るまで保持されているので、バランスモードの際には荷
重センサ７の検出値が人力等により変化しない限り荷は
平衡状態を維持する。

また、第８図は荷の自重の記憶方法に関し他の方法を採
用したときの前記ディジタル演算部９３の作用例を示す
フローチャートであり、この場合は操作レバー５から出
力される速度指令■ｌがＯのときはバランスモードを選
択し、該速度指令■、がＯ以外のときはレバーモードを
選択するようにしている。更に、この場合前記速度指令
■。

が０になった瞬間の荷重センサ７の検出値即ち静止詩画
の自重Ｗを取り込み、これを記憶し、この記憶値に基づ
きバランスモード時の力指令１ｉ　Ｗ　。

を求めるようにしている。

更に、第９図は第１図に示した実施例の変形例を示すも
のである。この第９図に示した構成においては、力指令
値演篩部１０の代わりに記憶回路９６を設け、増幅器１
１の代わりに比例積分器９７を設けるようにしている。

記憶回路９６は前述した方法により静止時の荷の自重Ｗ
を記憶するもので、この自重Ｗ自体を指令値として出力
する。

この場合、比例積分器９７により伝達関数Ｋｆ（１＋１
／ＴＩ　−８）によるＰＩ動作が行われるために、カフ
ィードバックの定常偏差を無くすことができ、入力がな
いときはＷ＝Ｔとなって荷を静止させることができる。

このように、これら実施例では、荷重センサ７を吊り荷
近傍に配設し、この荷重センサ７により直接荷１の重さ
を検出するため正確に荷１の自重Ｗを検出することがで
き、これにより力指令値Ｗｏ　　（＝Ｗ（１＋Ｋｆ　＞
／Ｋｆ　）の精度を格段に向上させることができる。囚
みに、従来装置ではＷをモータ電流を用いて間接的に検
出しているため、摩擦等により正確なＷを検出できない
。

更にこの実施例では、カフィードバックのゲインｌ（ｆ
を安定になるまで小さくし、その分速度ポジティブフィ
ードバックにより粘性力Ｃ父を小さくし、さらに荷の加
速度を検出することにより絶対加速度ポジティブフィー
ドバックをかけて慣性力弁操作力を軽減するとともに、
モータの加速度を検出してモータ加速度フィードバック
をかけるようにして系の安定化を図るようにしたので、
吊り荷をごく僅かな操作力で安定に４降・停止させるこ
とができる。

（発明の効果〕以上説明したように、この発明によれば、荷を吊る部分
に荷重センサを設け、荷が静止したときに前記荷重セン
サの検出値を取込むことにより荷の自重を記憶し、この
記憶した荷の自重に対応する力指令に前記荷重センサの
検出値をフィードバックするとともに、更にアクチュエ
ータ速度、荷の慣性力、アクチュエータ加速度、をフィ
ードバックし、該求めた指令値に従ってモータ制御を行
うようにしたので、ｍ単かつ安価な構成で、摩擦等によ
る指令誤差の無い正確かつ安全な荷の昇降・停止をなし
得るとともに、系を安定に保った状態で粘性力、慣性力
を補償でき、人間がわずかの力で重量物を意のままに昇
降でき、高精度な位置決めと、高速搬送が容易に行える
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の要部について一実施例を示す制ｔ［
ｌ構成図、第２図は同実施例装置の全体的構成図、第３
図はバランスモード制御回路の一例を示す内部回路図、
第４図はレバーモード制御回路の一例を示す内部回路図
、第５図は記憶回路の一例を示す内部回路図、第６図は
この発明の他の実施例を示す全体的構成図、第７図は第
６図に示す構成例の作用例を示すフローチャート、第８
図は同構成例の他の作用例を示すフローチャート、第９
図はこの発明の他の実施例を示す制御構成図、１１０図
は従来装置の概念的構成を示すブロック図である。１・・・荷、２・・・ローブ、３・・・ドラム、４・・
・モータ、５・・・操作レバー、６・・・操作ボックス
、７・・・荷重センサ、８・・・加速度センサ、９，２
１．３１．４１゜５１・・・加算点、１０・・・力指令
値演埠部、１１゜２３．３２．４３・・・増幅器、１２
・・・速度センサ、１３・・・モード切替スイッチ、２
０・・・加速度ポジティブフィードバック回路、３０・
・・速度ポジティブフィードバック回路、４０・・・加
速度フィードバック回路、５０・・・ドライブ回路、６
０・・・バランスモード制御回路、７０・・・レバーモ
ード制御回路、８０・・・切替回路、９３・・・ディジ
タル演算部、９６・・・記憶回路、９７・・・比例積分
器第３図第４図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吊下げた荷を昇降する吊り荷昇降機構と、この吊
り荷昇降機構を駆動するアクチュエータと、このアクチ
ュエータを駆動するドライブ回路と、前記吊り荷昇降機
構の荷を吊る部位近傍に配される荷重センサと、この荷
重センサの検出値を取込むことにより前記荷の重量を記
憶し、該記憶値に対応する指令値を出力する記憶演算手
段と、該記憶演算手段から出力される指令値と前記荷重
センサの出力との偏差を求め、この偏差を前記ドライブ
回路に入力する演算手段とを具える平衡荷役装置におい
て、前記アクチュエータの速度を求めるアクチュエータ速度
検知手段と、前記吊り荷の加速度を求める吊り荷加速度検知手段と、前記演算手段から出力される偏差に、前記アクチュエー
タ速度検知手段によって求めたアクチュエータ速度を加
算し、該加算結果に前記吊り荷加速度検知手段によって
求めた吊り荷加速度と前記記憶した荷の重量との乗算値
を加算するフィードバック手段とを具え、該フィードバック手段の出力を前記ドライブ回路に入力
するようにした平衡荷役装置。
（２）吊下げた荷を昇降する吊り荷昇降機構と、この吊
り荷昇降機構を駆動するアクチュエータと、このアクチ
ュエータを駆動するドライブ回路と、前記吊り荷昇降機
構の荷を吊る部位近傍に配される荷重センサと、この荷
重センサの検出値を取込むことにより前記荷の重量を記
憶し、該記憶値に対応する指令値を出力する記憶演算手
段と、該記憶演算手段から出力される指令値と前記荷重
センサの出力との偏差を求め、この偏差を前記ドライブ
回路に入力する演算手段とを具える平衡荷役装置におい
て、前記アクチュエータの速度を求めるアクチュエータ速度
検知手段と、該アクチュエータの加速度を求めるアクチュエータ加速
度検知手段と、前記吊り荷の加速度を求める吊り荷加速度検知手段と、前記演算手段から出力される偏差に、前記アクチュエー
タ速度検知手段によつて求めたアクチュエータ速度を加
算し、該加算結果からアクチュエータ加速度検知手段に
よつて求めたアクチュエータ加速度を減算し、更に該減
算結果に前記吊り荷加速度検知手段によつて求めた吊り
荷加速度と前記記憶した荷の重量との乗算値を加算する
フィードバック手段とを具え、該フィードバック手段の出力を前記ドライブ回路に入力
するようにした平衡荷役装置。