JPH0546897U

JPH0546897U - 高所作業車の荷重検出装置

Info

Publication number: JPH0546897U
Application number: JP10600591U
Authority: JP
Inventors: 彰彦大平
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1993-06-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高所作業車の作業台を限界荷重検出の為のバ
ネで支持する必要がなく、作業台の首振り位置に拘らず
作業台荷重を正確に検出する。【構成】起伏自在の伸縮ブームの上に、上下レベリン
グシリンダにより常時水平に保持される作業台を有する
高所作業車に於て、ブーム起伏角検出器２１、上下レベ
リングシリンダ支持力検出器２３，２４、ブーム起伏シ
リンダ支持力検出器２５を有し、ブーム起伏角に対応し
て，上レベリングシリンダ支持力による作業台のモーメ
ントＭ１、下レベリングシリンダ支持力によるブームの
モーメントＭ２、起伏シリンダ支持力及びブーム自重に
よるブームのモーメントＭ３、Ｍ０を演算する演算器を
有し、さらに次式から作業台の荷重Ｗを演算検出する。Ｗ＝（Ｍ３＋Ｍ２−Ｍ１−Ｍ０）／Ｒ但しＲ：ブーム起伏動中心から作業台揺動中心までの水
平距離。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は起伏、伸縮等が自在なブームの先端に作業台を有してなる高所作業車において、作業台の荷重を演算検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

起伏、伸縮等が自在なブームの先端に、作業者が搭乗する作業台を有してなる高所作業車においては、ブームの起伏角、伸長量等の変化に応じて車体に加わる転倒方向のモーメントが変化するため、このモーメントが所定値を越えないように、ブームの起伏、伸縮作動等を規制するモーメント規制を行うことが従来から知られている。このような転倒方向のモーメントはブームの起伏角、伸長量等に応じて変化するのみならず、作業台の荷重（作業台の自重および積載荷重）によっても変化するため、作業台の荷重を考慮してモーメント規制を行う必要がある。

【０００３】このようなことから、従来のモーメント規制においても、作業台の荷重は考慮されていた。例えば、作業台をブームの先端にバネを介して取り付け、作業台の積載荷重に応じてバネがたわんで作業台が上下動するようになし、この積載荷重が限界荷重となったときの作業台の下動位置にリミットスイッチを配設したものがある。この場合には、作業台の積載荷重が限界荷重を越えたときにはリミットスイッチがオン作動し、これに応じてモーメント規制を行うようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この高所作業車の場合には、作業台がバネにより支持されているため、作業台の上下動が発生し、作業台に搭乗した作業者に不快感を与えるなど、乗り心地があまり良くないという問題がある。また、ブームの作動時等に作業台に慣性力が加わった場合、この慣性力を受けてバネのたわみ量が増加し、作業台の荷重は限界内であるのにリミットスイッチがオン作動することがあるという問題もある。

【０００５】一方、特公平１−１４６４０号公報には、作業台とブームとの間に配設された上レベリングシリンダ、ブームと車体との間に配設された下レベリングシリンダおよびこれら両レベリングシリンダの油室を接続する油路を有し、ブームの起伏による下レベリングシリンダの伸縮に応じて上レベリングシリンダを伸縮させて作業台を常に水平に保持させるレベリング装置を有してなる高所作業車において、下レベリングシリンダの軸方向の負荷と、起伏シリンダの軸方向の負荷とから車体に加わるモーメントを検出し、これを許容モーメントと比較してモーメント規制を行う装置が開示されている。この装置の場合には、作業台をバネで支持する必要がなく、上記の問題は生じない。

【０００６】ところが、この装置の場合には、作業台を水平方向に首振り作動させると、作業台の重心位置が移動するので検出モーメントが変化する。このため、例えば、作業台を車体内側方向に首振り作動させると検出モーメントが小さくなり、作業台の許容移動範囲（作業範囲）が広くなる。ところが、このように広くなった状態で作業台を作業範囲限界近くまで移動させた後、作業台を車体外側方向に首振り作動させると今度は検出モーメントは増加するので、モーメント規制が働き、首振り作動が規制され、このままでは首振りを行わせることができなくなるという問題が発生する。また、この後、首振りを行わせるには、ブームの起伏、伸縮作動等を行って作業台を車体内方に移動させ検出モーメントを小さくする必要があり、この装置の場合には、使い勝手が良くないという問題がある。

【０００７】本考案は、このような問題に鑑みたもので、高所作業車において、作業台をバネで支持する必要がなく、且つブームの先端に取り付けることができ、また、作業台の首振り作動の如何に拘らず作業台荷重を正確に検出することができるような荷重検出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

このような目的達成のため、本考案に係る荷重検出装置は、車体上に少なくとも起伏自在に取り付けられたブームを有し、このブームの先端に取り付けられた作業台をレベリング装置により常時水平に保持するようになった高所作業車において、ブームの起伏角を検出する起伏角検出器と、上レベリングシリンダの支持力を検出する第１支持力検出器と、下レベリングシリンダの支持力を検出する第２支持力検出器と、起伏シリンダの支持力を検出する第３支持力検出器とを有する。この荷重検出装置はさらに、起伏角検出器により検出されたブームの起伏角に対応して、第１支持力検出器により検出された上レベリングシリンダの支持力により作業台の揺動中心周りに発生する第１モーメントＭ１と、第２支持力検出器により検出された下レベリングシリンダの支持力によりブームの起伏動中心周りに発生する第２モーメントＭ２と、第３支持力検出器により検出された起伏シリンダの支持力によりブームの起伏動中心周りに発生する第３モーメントＭ３と、ブームの自重によりブームの起伏動中心周りに発生する自重モーメントＭ０とを演算する演算器を有し、この演算器において、次式Ｗ＝（Ｍ３＋Ｍ２−Ｍ１−Ｍ０）／Ｒ（但し、Ｒ：前記ブームの起伏動中心から前記作業台の揺動中心までの水平距離）により作業台の荷重Ｗを演算検出するようになっている。

【０００９】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の好ましい実施例について説明する。本考案に係る荷重検出装置を有した高所作業車の１例を図１に示している。この高所作業車は、車体１上に旋回自在な旋回台２を有し、この旋回台２に起伏自在に伸縮ブーム３が取り付けられている。伸縮ブーム３は、ピン５により旋回台２に枢支されて起伏自在となった基端ブーム３ａと、この基端ブーム３ａに対して伸縮自在な先端ブーム３ｂとから構成され、内部に配設された伸縮シリンダ（図示せず）により先端ブーム３ｂが伸縮作動されるようになっている。なお、伸縮ブーム３の起伏作動は、旋回台２と基端ブーム３ａとの間にピン４ａ，４ｂにより枢支されて配設された起伏シリンダ４により行われる。

【００１０】先端ブーム３ｂの先端にはピン３ｃにより枢支されて上下に揺動自在に支持ポスト６が取り付けられている。この支持ポスト６の垂直ポスト部６ａにはこの垂直ポスト部６ａを中心に水平に回動自在に作業台７が取り付けられている。このため、作業台７は、ピン３ｃを中心として支持ポスト６とともに上下に揺動自在であるとともに、垂直ポスト６ａを中心として水平方向に首振り自在（回動自在）である。なお、車体１の前後左右４箇所には、作業時に伸長して車体１を支持するアウトリガ８が取り付けられている。

【００１１】作業台７には作業者が搭乗するため、作業台７は伸縮ブーム３の起伏の如何に拘らず常時水平に保持する必要がある。このため、この高所作業車には、下レベリングシリンダ１１と上レベリングシリンダ１２とから構成されるレベリング装置が取り付けられている。図１に示すように、下レベリングシリンダ１１は旋回台２と基端ブーム３ａとの間にピン１１ａ，１１ｂにより枢支されて配設されており、上レベリングシリンダ１２は先端ブーム３ｂと支持ポスト６との間にピン１２ａ，１２ｂにより支持されて配設されている。

【００１２】そして、下レベリングシリンダ１１および上レベリングシリンダ１２のボトム側油室同士が連通されるとともに、下レベリングシリンダ１１および上レベリングシリンダ１２のロッド側油室同士が連通されている。このため、例えば、起伏ブーム３により伸縮ブーム３が起伏作動されて下レベリングシリンダ１１が伸縮されると、上レベリングシリンダ１２は下レベリングシリンダ１１と逆の方向に伸縮作動され、作業台７の姿勢が常時水平に保持される。

【００１３】本考案では、このような構成の高所作業車において、作業台７の荷重、すなわち、作業台７の自重とその積載荷重との合計値を演算する荷重検出装置が備えられている。この荷重検出装置構成を図２に示している。この装置は、伸縮ブーム３の起伏角を検出する起伏角センサ２１と、伸縮ブーム３の伸長量（先端側ブーム３ｂの伸長量）を検出する伸長量センサ２２と、上レベリングシリンダ１２の支持力Ｆ１を検出する第１支持力検出器２３と、下レベリングシリンダ１１の支持力Ｆ２を検出する第２支持力検出器２４と、起伏シリンダ４の支持力Ｆ３を検出する第３支持力検出器２５とを有する。

【００１４】第１〜第３支持力検出器２３，２４，２５は、それぞれ各シリンダ１２，１１，４の支持ピン１２ａ，１１ａ，４ａに配設したロードセルから構成したり、各シリンダ１２，２２，４の内部油圧を検出する油圧センサから構成したりされる。ロードセルの場合には各支持力が直接検出され、油圧センサの場合にはシリンダ受圧面積と検出油圧から各支持力が演算検出される。

【００１５】荷重検出装置は、上記５つのセンサおよび検出器２１〜２５からの検出値から種々の演算を行う演算器３０を有する。この演算器３０は、伸縮ブーム３の起伏動中心（ピン５）から作業台７の上下方向揺動中心（揺動中心、すなわち、ピン３ｃ）までの半径Ｒ（図１参照）を演算する半径演算部３１と、上記支持力Ｆ１〜Ｆ３により発生するモーメントＭ１〜Ｍ３を演算するモーメント演算部３２と、伸縮ブーム３の自重によるモーメントＭ０を予め設定記憶されたテーブルから読み出す自重モーメント読み出し部３３と、上記半径ＲおよびモーメントＭ１〜Ｍ３，Ｍ０から作業台７の荷重Ｗを演算する作業台荷重演算部３４とから構成される。

【００１６】半径演算部３１において演算される半径Ｒは、伸縮ブーム３の起伏角および伸長量に応じて異なるため、半径演算部３１には起伏角センサ２１および伸長量センサ２２からの検出信号が入力され、起伏角および伸長量に基づいてそのときの半径Ｒが半径演算部３１において演算される。また、伸縮ブーム３の自重により起伏作動中心（ピン５）の周りに発生する自重モーメントＭ０も、伸縮ブーム３の起伏角および伸長量に応じて異なるため、自重モーメント読み出し部３３にも起伏角センサ２１および伸長量センサ２２からの検出信号が入力される。この読み出し部３３は、伸縮ブーム３の起伏角および伸長量に対応して自重モーメントを記憶したテーブルを有しており、読み出し部３４において両センサ２１，２２からの検出信号に対応する自重モーメントＭ０がこのテーブルから読み出される。

【００１７】モーメント演算部３２においては、第１〜第３モーメントＭ１〜Ｍ３が演算される。第１モーメトンＭ１は、上レベリングシリンダ１２の支持力Ｆ１により作業台７の上下揺動中心（ピン３ｃ）周りに発生するモーメントであり、図１に示すように、上レベリングシリンダ１２の軸線とピン３ｃとの距離ｄ１から、次式（１）により求められる。Ｍ１＝Ｆ１×ｄ１・・・（１）第２モーメトンＭ２は、下レベリングシリンダ１１の支持力Ｆ２により伸縮ブーム３の起伏動中心（ピン５）周りに発生するモーメントであり、図１に示すように、下レベリングシリンダ１１の軸線とピン５との距離ｄ２から、次式（２）により求められる。Ｍ２＝Ｆ２×ｄ２・・・（２）第３モーメトンＭ３は、起伏シリンダ４の支持力Ｆ３により伸縮ブーム３の起伏動中心（ピン５）周りに発生するモーメントであり、図１に示すように、起伏シリンダ４の軸線とピン５との距離ｄ３から、次式（３）により求められる。Ｍ３＝Ｆ３×ｄ３・・・（３）なお、各距離ｄ１，ｄ２，ｄ３は、伸縮ブーム３の起伏角に応じて変化するため、起伏角センサ２１からの検出信号がモーメント演算部３２に入力されており、この検出起伏角から上記各距離ｄ１，ｄ２，ｄ３が演算される。

【００１８】以上のようにして求められた、半径Ｒ、自重モーメントＭ０および第１〜第３モーメントＭ１〜Ｍ３は、作業台荷重演算部３４に送られ、ここで、作業台荷重Ｗが演算される。この演算について説明する。この高所作業車においては、伸縮ブーム３の自重および作業台７の荷重（作業台の自重および積載荷重）Ｗにより車体に作用するモーメントＭａを、起伏シリンダ４および下レベリングシリンダ１１により支持している。このため、起伏シリンダ４の支持力および下レベリングシリンダ１１の支持力によるモーメントＭｂが上記モーメントＭａと釣り合っている。

【００１９】ここで、まず、モーメントＭａは、伸縮ブーム３の自重モーメントＭ０と、作業台７の荷重Ｗが半径Ｒ離れたピン５を中心として作用して発生するモーメントＭ４（＝Ｗ×Ｒ）と、上レベリングシリンダ１２の支持力により生じるピン３ｃ周りの第１モーメントＭ１との和として、次式（４）で表される。Ｍａ＝Ｍ０＋Ｍ４＋Ｍ１＝Ｍ０＋Ｗ×Ｒ＋Ｆ１×ｄ１・・・（４）一方、モーメントＭｂは、第２および第３モーメントＭ２，Ｍ３の和として、次式（５）で表される。Ｍｂ＝Ｍ２＋Ｍ３＝Ｆ２×ｄ２＋Ｆ３×ｄ３・・・（５）

【００２０】ここで、Ｍａ＝Ｍｂなので、式（４），（５）を代入して、作業台７の荷重Ｗは次式（６）で求められる。Ｗ＝（Ｍ３＋Ｍ２−Ｍ１−Ｍ０）／Ｒ・・・（６）このように、作業台荷重演算部３４においては、式（６）により作業台７の荷重Ｗが演算される。

【００２１】この演算結果は、演算器３０からコントローラ４０に出力され、モーメント規制のために用いられる。本例でのモーメント規制は、作業台荷重Ｗが最大許容荷重以下であるとして行うようになっている。このため、上記のようにして演算された荷重Ｗが最大許容荷重以上となった場合には、警報ブザー４５を鳴らして過積載警報を発し、このような状態での作動を行わせないようになっている。このため、本例の高所作業車の場合には、作業台荷重を常に最大許容荷重以下にして作業を行い、モーメント規制も作業台荷重が最大許容荷重以下であるとの仮定のもとで行われる。このため、作業台７の水平方向の首振り作動を行っても問題のないような範囲でモーメント規制行うことができ、この首振り作動を自由に行わせることができ、使い勝手が良い。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、第１支持力検出器により検出された上レベリングシリンダの支持力により作業台の揺動中心周りに発生する第１モーメントＭ１と、第２支持力検出器により検出された下レベリングシリンダの支持力によりブームの起伏動中心周りに発生する第２モーメントＭ２と、第３支持力検出器により検出された起伏シリンダの支持力によりブームの起伏動中心周りに発生する第３モーメントＭ３と、ブームの自重によりブームの起伏動中心周りに発生する自重モーメントＭ０とを演算する演算器を有し、この演算器において、次式Ｗ＝（Ｍ３＋Ｍ２−Ｍ１−Ｍ０）／Ｒ（但し、Ｒ：前記ブームの起伏動中心から前記作業台の揺動中心までの水平距離）により作業台荷重Ｗを演算するようになっているので、作業台の水平方向の首振りに拘らず作業台の積載荷重を正確に検出することができる。このため、過積載警報を行って安全なモーメント規制を行わせることが可能である。

【００２３】また、本考案の場合には、作業台をバネにより支持する必要がないので、作業台の上下動が少なく、作業台上の作業者に不快感を与えることがない。さらに、作業台の荷重を正確に求め、これに基づいてモーメント規制を行うことができるので、従来におけるように、作業台の水平方向首振り作動に応じてモーメント規制が働いたりすることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る荷重検出装置を有した高所作業車
を示す正面図である。

【図２】上記荷重検出装置の構成を示すシステム図であ
る。

【符号の説明】

２旋回台３伸縮ブーム４起伏シリンダ６支持ポスト７作業台１１，１２レベリングシリンダ３０演算器４５警報ブザー

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車体上に少なくとも起伏自在に取り付け
られたブームと、このブームを起伏作動させる起伏シリンダと、前記ブームの先端に少なくとも上下に揺動自在に取り付
けられた作業台と、この作業台と前記ブームとの間に配設された上レベリン
グシリンダ、前記ブームと前記車体との間に配設された
下レベリングシリンダおよびこれら両レベリングシリン
ダの油室を接続する油路を有し、前記ブームの起伏によ
る前記下レベリングシリンダの伸縮に応じて前記上レベ
リングシリンダを伸縮させて前記作業台を常に水平に保
持させるレベリング装置とを備えてなる高所作業車の荷
重検出装置であって、前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出器と、前記上
レベリングシリンダの支持力を検出する第１支持力検出
器と、前記下レベリングシリンダの支持力を検出する第
２支持力検出器と、前記起伏シリンダの支持力を検出す
る第３支持力検出器とを有し、前記起伏角検出器により検出された前記ブームの起伏角
に対応して、前記第１支持力検出器により検出された前
記上レベリングシリンダの支持力により前記作業台の揺
動中心周りに発生する第１モーメントＭ１と、前記第２
支持力検出器により検出された前記下レベリングシリン
ダの支持力により前記ブームの起伏動中心周りに発生す
る第２モーメントＭ２と、前記第３支持力検出器により
検出された前記起伏シリンダの支持力により前記ブーム
の起伏動中心周りに発生する第３モーメントＭ３と、前
記ブームの自重により前記ブームの起伏動中心周りに発
生する自重モーメントＭ０とを演算する演算器を有し、この演算器においては、さらに、前記モーメントＭ１，
Ｍ２，Ｍ３，Ｍ０を用いて、次式Ｗ＝（Ｍ３＋Ｍ２−Ｍ１−Ｍ０）／Ｒ（但し、Ｒ：前記ブームの起伏動中心から前記作業台の
揺動中心までの水平距離）により作業台の荷重Ｗを演算
検出するようにしたことを特徴とする高所作業車の荷重
検出装置。