JPH04365800A - 負荷平衡装置の制御方法 - Google Patents

負荷平衡装置の制御方法

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JPH04365800A
JPH04365800A JP14288591A JP14288591A JPH04365800A JP H04365800 A JPH04365800 A JP H04365800A JP 14288591 A JP14288591 A JP 14288591A JP 14288591 A JP14288591 A JP 14288591A JP H04365800 A JPH04365800 A JP H04365800A
Authority
JP
Japan
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load
weight
mode
lifting
command
Prior art date
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Application number
JP14288591A
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English (en)
Inventor
Fumio Fujii
藤井 文郎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、巻き上げ式あるいは平
行四辺形リンク式などの負荷平衡装置に関したもので、
任意の重量の負荷に対してその重量に見あった力を、電
動機等のアクチュエータにより発生させる事で負荷を平
衡状態に保ち、作業者が負荷に直接手を触れ、軽い力で
負荷を昇降させる負荷平衡装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の負荷平衡装置の制御方法として
は、例えば特開平1−133900(平衡荷役装置の制
御方法)がある。この従来装置は速度指令手段にて動作
するレバーモードと、負荷の重量を記憶する為の位置モ
ードと、平衡状態を実現する為のバランスモードの3つ
のモードがあり、レバー操作中は速度指令信号を目標と
して動作するレバーモードで動作し、前記速度指令信号
が微小になった瞬間には昇降手段の現在の位置を目標値
として位置制御を実施し負荷の重量を記憶する位置モー
ドと、負荷の重量が記憶されると記憶重量を目標として
動作するバランスモードに移行し動作するようになって
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術においては
、昇降手段の位置が制御ループに入っているのは、負荷
の重量を記憶する為の位置モードだけであり、他の2つ
のモードにおいては昇降手段の位置は制御にフィードバ
ックされておらず、昇降手段が昇降限に達した時にもそ
の時の速度は、昇降限に達する前の速度のままであり、
かなり速い速度で昇降限に達し、負荷を持上げた状態の
まま昇降手段自身の機械的動作限または周囲の構造物や
機械等に衝突することとなり、昇降手段はもちろん持上
げている負荷に対しても相当の衝撃を与えることとなる
。この為、昇降手段や持上げている負荷にも損傷を与え
る事が考えられ、場合によっては作業に危険が伴う事す
ら生じる事がある。
【0004】本発明はかかる問題点を解決する為になさ
れたもので、昇降手段の上昇限及び下降限の位置を記憶
しておき、全ての動作状態において昇降手段の位置をフ
ィードバックする事で、昇降手段が上昇限及び下降限に
達する前に昇降手段の速度を制御する事で、昇降手段が
昇降手段自身の機械的動作限または周囲の構造物や機械
等に衝突するといった事を避け、負荷及び昇降機構の双
方に衝撃を与える事無く、速やかに停止させる事でより
安全な負荷平衡装置を提供する。 [発明の構成]
【0005】
【課題を解決するための手段】前記、目的を達成する為
に本発明による負荷平衡装置は、負荷を昇降する負荷昇
降機構と、この昇降機構を駆動する駆動機構と、負荷の
重量を検出する荷重検出器と、負荷昇降機構の位置を検
出する位置検出器と、昇降機構の上昇限及び下降限を検
出する検出器と、作業者が昇降機構の位置を指令する位
置指令器と、負荷の重量を記憶する重量記憶部と、これ
らの各出力信号を演算する位置演算部で、負荷昇降機構
の位置と昇降方向により位置の変化速度を指令演算し、
昇降機構の動作領域のすべてにおいて、移動方向と位置
により昇降機構の位置の変化速度を制御する。
【0006】
【作用】位置指令器からの位置指令信号を目標値として
、昇降機構の位置を作業者による操作レバーの操作量の
変化に追従して連続的になめらかに変化させる位置モー
ドと、上記位置指令器からの指令信号と位置の変化が微
小になった時の負荷の重量を記憶し、この記憶された負
荷重量を目標値として、荷重検出器からの荷重検出信号
との偏差を位置の移動速度の指令とする負荷平衡モード
の2つのモードにて制御し、位置モード時には昇降機構
を作業者が操作レバーにより自由に昇降させることがで
き、また、負荷平衡モード時には吊られた負荷の重量に
関係なく、負荷に軽い力を加えるだけで自由に昇降移動
させることが可能となる。また、昇降機構が上昇時には
上昇限付近での、下降時には下降限付近での昇降機構の
移動速度を制限し減速制御することで、昇降機構が昇降
限に衝突して急激に停止しないようにすることができる
【0007】
【実施例】本発明を図1乃至図6に示す一実施例を用い
て説明する。平行リンク式の昇降機構1は昇降駆動用の
モータ2と歯車機構3により昇降駆動され、昇降機構1
の先端には負荷4を吊る吊り具5が設けられ、負荷4が
吊られている。さらに昇降機構1の昇降位置を指令する
位置指令器6の操作レバー7が設けられており、位置指
令器6からの位置指令信号SはA/D変換器8によりデ
ジタル変換され位置演算部9と判断部10に入力されて
いる。負荷4を吊る吊り具5は負荷4の重量Wを検出す
る荷重検出器11に取付けられており、荷重検出器11
からの荷重信号WAは位置指令信号Sと同様にA/D変
換部12でデジタル変換され重量記憶部13と偏差検出
部14に入力されている。前記、昇降駆動用のモータ2
には昇降機構1の位置を検出する為に位置検出器15が
設けられ、位置検出信号Xは位置演算部9に入力される
【0008】また、前記昇降機構1に吊られた負荷4の
重量Wは荷重検出器11にて検出され、デジタル変換さ
れて荷重信号WBとなり偏差検出部14に現在の重量と
して入力される。また、この荷重信号WBは、位置指令
器6からの位置指令Sと位置演算部9からの位置変化信
号SHの大きさを判断する判断部10の指令に基づき、
記憶重量WKとして重量記憶部13に記憶され偏差検出
部14に入力される。偏差検出部14は荷重検出器11
からの荷重信号WBと重量記憶部13に記憶された記憶
重量信号WCとの偏差をとり位置演算部9に偏差信号W
Rとして入力される。
【0009】また前記昇降機構1には上昇限16と下降
限17の検出器が設けられており、この検出信号 16
S・17S は位置演算部9に入力され、位置演算部9
では昇降機構1の上昇限位置と下降限位置が記憶されて
、演算部18で昇降速度が演算され、上昇時には上昇限
付近で上昇速度が下降限付近では下降速度がそれぞれ制
限されるように働く。
【0010】ここで、判断部10よりの信号により、重
量記憶部13の内容が消去されいる場合は負荷重量Wの
記憶はされていない為、位置指令器6からの位置指令信
号SAが優先的に位置演算部9に入力され、昇降機構1
を駆動する駆動モータ2の駆動装置19にD/A変換部
20にてアナログ変換をして昇降指令X0として出力さ
れ、昇降機構は操作レバー7の動きに合わせて昇降を行
う位置モードの動作を行う。
【0011】また、重量記憶部13に負荷重量Wの記憶
がされている時は、重量記憶部13に記憶されている記
憶重量WKと、荷重検出手段11からの負荷荷重信号W
Fとの偏差が偏差検出部14にてとられ、この偏差信号
WRを指令として位置演算部9は昇降機構1に昇降指令
X0を出力する負荷平衡モードにて動作する。次に、本
発明による平衡負荷装置の動作について2つのモード(
位置モードと負荷平衡モード)の働きを中心に説明する
【0012】負荷重量Wが重量記憶部13に記憶される
までは、位置モードとして動作し、位置モードにおいて
は、モード選択部23が位置モード側に選択され、作業
者が操作レバー7を操作することにより位置指令器6か
らの位置指令信号SAが位置演算部9に入力されると、
位置演算部9では作業者による操作レバー7の操作量の
大きさにしたがって出力される位置指令信号SAに基づ
き、昇降機構1の位置を連続的になめらかに変化させる
ような昇降指令信号X0が出力され、昇降機構1は負荷
4を吊った状態で操作レバー7の操作量にしたがってな
めらかに昇降動作を実施し、吊られた負荷4には衝撃等
の急激な力は加わらない。
【0013】この時、位置演算部9では位置指令器6か
らの位置指令信号SAの大きさに伴って目標カウンタ2
1の値を連続的に変化させ、昇降機構1の目標位置を連
続的に変化させる。この目標カウンタ21の値と位置検
出器15からの信号Xをカウントし、昇降機構1の現在
位置を与える現在位置カウンタ22との値を常時比較す
ることで昇降機構1の目標位置と現在位置の偏差が得ら
れ、この偏差をD/A変換部22でアナログ変換し、駆
動モータ2の駆動装置19に対して昇降指令信号X0と
して出力する。
【0014】この、昇降指令信X0は昇降機構1を昇降
駆動する駆動モータ2の駆動装置19に駆動信号として
入力され、駆動モータ2の回転により昇降機構1が昇降
駆動され、吊り具5に吊られた負荷4は操作レバー7の
操作量にしたがって昇降動作を実施する。この時、昇降
機構1に設けられた上昇限16及び下降限17がそれぞ
れ動作すると、位置演算部9において昇降機構1の上昇
限16の位置と下降限17の位置が記憶される。
【0015】さらに、荷重検出器11からの荷重検出信
号WAをA/D変換した荷重検出値WBは、重量記憶部
13と偏差検出部14に入力される。そこで位置指令器
6からの位置指令信号SAと、位置演算部9からの位置
の変化信号SHが判断部10に入力され、位置指令信号
SAと位置の変化信号SHが共に微小になったことを判
断部10にて判断し、この判断指令Hに基づき、荷重検
出器11からの荷重検出信号WAが記憶重量WKとして
重量記憶部13に記憶される。
【0016】この時、判断部10では、まず位置指令器
6からの位置指令信号SAの変化が微小領域 SA0に
なったことを判断した後、位置演算部9からの位置の変
化信号SHの変化が微小領域 SH0になったことを判
断するように動作している。
【0017】重量記憶部13が負荷重量Wを記憶すると
、動作モードは位置モードから負荷平衡モードに移行し
、モード選択部23は負荷平衡モード側に切替わり、重
量記憶部13に記憶された記憶重量WKを目標として、
荷重検出器11からの負荷重量WFと記憶された記憶重
量WKの偏差が偏差検出部14にてとられ、昇降機構1
の位置指令X0として出力する信号として偏差信号WR
が位置演算部9に入力される。
【0018】位置演算部9に入力された偏差信号WRは
負荷重量WFと記憶重量WKの差であり、これは作業者
が負荷4に対して加えた力Fそのものである。位置演算
部9では偏差信号WRの信号の大きさにしたがって、目
標カウンタ21の値を       負荷重量  WF  >  記憶重量  
WK    ・・・  減少(下降指令)      
負荷重量  WF  <  記憶重量  WK    
・・・  増加(上昇指令)となるように連続的に変化
させることで昇降機構1の目標位置を連続的に変化させ
る。この結果、位置モードと同様に昇降機構1の昇降駆
動部19に対して昇降指令信号X0が連続的に出力され
る。
【0019】このように制御される為、吊り具5に吊ら
れた負荷4に対して作業者が上昇または下降方向に力F
を加えると、荷重検出器11からの荷重検出信号WAが
増加または減少し、記憶重量WKと負荷重量WFとの間
に作業者が加えた力Fに相当する偏差が生じ、位置演算
部9では偏差の大きさに従って目標位置を連続的に変化
させ昇降機構1の昇降駆動部19に対して昇降指令信号
X0が出力され、昇降機構1は作業者が力Fを加えた方
向に移動するようになる。この移動する位置の変化の速
さは作業者が加えた力Fを基本にし、 (記憶重量WK)−(負荷重量WF)=(作業者が加え
た力F)
【0020】この作業者が加えた力Fに演算部18で位
置の変化に相当する演算を実施し、一定のゲイン定数を
掛ける事で昇降機構1の位置の移動の速さは作業者が加
えた力Fの大きさに比例するような動きとなり、作業者
は吊られた負荷4の重量Wにあまり関係なく小さな力F
で負荷4を昇降させることができるようになる。
【0021】この負荷平衡モードで動作させている時に
モード選択部23は位置指令器6から位置指令信号Sが
入力されると、作業者が操作レバー7を操作し昇降機構
1を動作させようとしたと判断し、負荷平衡モードでの
動作を一旦中断し自動的に位置モードに変化する。
【0022】また、位置指令器6からの位置指令信号S
がなくなった時点で再度負荷4の重量を記憶しなおすこ
とで、負荷平衡モードに復帰することもできるようにも
なっている。これは負荷平衡モードに移行する際に記憶
する負荷4の重量を間違って記憶した場合、例えば負荷
4に作業者が手を添えた状態で重量を記憶させるといっ
た事がよくあり、負荷4の重量を間違って記憶すると昇
降機構1は作業者が負荷4に全く触れない状態でも記憶
重量WKと負荷重量WFとの偏差により自動的に動き始
める、その場合操作レバー7を少し操作する事で正しい
重量を再記憶させる事が可能となり、また負荷平衡モー
ドでの操作中に間違って操作レバーに触ってしまった時
などの状況で非常に有効となる。
【0023】なお、位置モードでの動作時および負荷平
衡モードでの動作時共、位置演算部9からの昇降指令信
号X0は位置演算部9において、上昇限位置と下降限位
置がそれぞれ記憶されている為、位置演算部9昇降機構
1の全領域にわたって、移動方向と位置に対する昇降機
構1の位置変化速度が演算され、図6に示すように、上
昇時と下降時のそれぞれに位置と速度の特性が設定する
ことで、上昇時には上昇限付近での位置変化が、下降時
には下降限付近での位置変化速度が制限されるようには
たらく。
【0024】この結果、昇降機構1は上昇限16および
下降限17まで全領域にわたって動作させることができ
ると共に、上昇限16および下降限17において急激に
停止することも無く、吊られた負荷4と昇降機構1の両
方共、急激な停止における衝撃が加わることが無くなる
【0025】以上説明したように本発明を実施すること
で、昇降機構は位置モード・負荷平衡モード共に昇降機
構の全領域にわたって位置制御されている為、上昇限お
よび下降限で急激に停止することが無く、極めて安全に
使用することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を実施する
ことで、負荷平衡装置は位置モード・負荷平衡モード共
に位置制御されている為、上昇限および下降限で急激に
停止することが無く、全領域にわたって極めて安全に使
用することが可能となり、衝撃に弱い負荷の搬送にも作
業者が神経を使わずに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の機構構成図、
【図2】その
制御ブロック図
【図3】本発明の位置モードにおける動作説明の制御ブ
ロック図
【図4】本発明のモード選択部の動作説明図
【図5】本
発明の負荷平衡モードにおける動作説明の制御ブロック
【図6】(a),(b)は本発明の上昇限・下降限付近
における制御特性図
【符号の説明】
1・・昇降機構                  
2・・昇降駆動用モータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  荷を昇降する機構と、この昇降機構を
    駆動するモータと、モータの回転位置を検出する手段と
    モータの位置制御手段からなる駆動手段と、荷の重量を
    検出する為に荷の近傍に取付けた荷重検出手段と、荷の
    昇降機構の位置を演算する位置演算手段と、作業者が荷
    を昇降する機構の位置の変化を指令する位置指令手段と
    、荷の重量を記憶する重量記憶手段を持った負荷平衡装
    置において、位置指令手段からの指令信号を目標として
    連続的に位置を移動させる位置モードと、前記位置の変
    化が微小になった時に荷の重量を記憶しこの荷の記憶値
    を目標値として荷重検出手段からの信号との偏差を位置
    の移動速度の指令とする負荷平衡モードの2つのモード
    にて制御することを特徴とした負荷平衡装置の制御方法
  2. 【請求項2】  荷を昇降する機構と、この昇降機構を
    駆動するモータと、モータの回転位置を検出する手段と
    モータの位置制御手段からなる駆動手段と、荷の重量を
    検出する為に荷の近傍に取付けた荷重検出手段と、荷の
    昇降機構の位置を演算する位置演算手段と、作業者が荷
    を昇降する機構の位置の変化を指令する位置指令手段と
    、荷の重量を記憶する重量記憶手段を持った負荷平衡装
    置において、位置指令手段からの指令信号を目標として
    連続的に位置を移動させる位置モードと、前記位置の変
    化が微小になった時に荷の重量を記憶しこの荷の記憶値
    を目標値として荷重検出手段からの信号との偏差を位置
    の移動速度の指令とする負荷平衡モードの2つのモード
    にて制御し、昇降機構の上昇限及び下降限を検出する検
    出器と、昇降機構が前記検出器を動作させた位置を記憶
    する位置記憶部を設け、上昇時には上昇限付近で昇降機
    構の速度を減速させ、下降時には下降限付近で昇降機構
    の速度を減速させることを特徴とした負荷平衡装置の制
    御方法。
  3. 【請求項3】  位置指令手段からの指令信号が入力さ
    れた場合は、優先的に位置モードにする請求項1及び請
    求項2記載の負荷平衡装置の制御方法。
  4. 【請求項4】  負荷平衡モードは位置指令手段からの
    指令信号が入力された場合は、一旦中断され位置の変化
    が微小になった時に再び荷の重量を記憶し、負荷平衡モ
    ードに戻る請求項1及び請求項2記載の負荷平衡装置の
    制御方法。
JP14288591A 1991-06-14 1991-06-14 負荷平衡装置の制御方法 Pending JPH04365800A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020043850A1 (fr) * 2018-08-30 2020-03-05 Commissariat A L`Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de commande et de manipulation d'une charge de masse inconnue

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020043850A1 (fr) * 2018-08-30 2020-03-05 Commissariat A L`Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de commande et de manipulation d'une charge de masse inconnue
FR3085368A1 (fr) * 2018-08-30 2020-03-06 Commissariat A L`Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de commande et de manipulation d`une charge de masse inconnue

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