JPH06144783A - 重量物取扱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 把持重量がトンオーダの重量物でも一人で軽
く取扱可能であるとともに、駆動軸数を最小限に抑えて
荷台上に重量物を積載するスペースを確保することがで
きる重量物取扱装置を提供する。 【構成】 荷台２を有し走行用サーボモータ３７及びス
テアリング用モータ１１で駆動され前後左右に走行する
台車１と、台車１の荷台２上に樹立され昇降用サーボモ
ータ２２３で駆動されるワイヤ８で重量物を吊る揚重装
置５と、ワイヤ８にかかる前後左右上下方向の操作力を
検知するワイヤ検出装置７−１〜７−３と、走行用サー
ボモータ３７，ステアリング用モータ１１及び昇降用サ
ーボモータ２２３を制御する制御装置１７とを具えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築工事における建設
資材の運搬及び取付作業に好適な重量物取扱装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建築工事における建設資材の運搬及び取
扱いにあたり、人が直接に手で取扱えない重量物を運
搬，取付作業する場合の支援装置として、図７斜視図に
示すような取扱装置が実用化されている。これは、台車
５０の上に制御装置５１を載せ、そこにマニピュレータ
又はバランスアームのような多関節アーム５２を取付
け、アーム先端荷重を力センサで検知し、アーム駆動力
によりこの把持重量を相殺することにより、多関節アー
ム５２の可動空間内で、重量物でも一人で容易に取扱作
業ができる機能を有しており、多関節アーム５２の操作
はその先端を人が軽く把持，移動させる。また台車５０
の運転は操作ボックス５３により押しボタン方式で行う
のが一般的であるが、用途によっては無線操作もある。

【０００３】しかしながら、このような装置では、多関
節アーム５２の機構上の制約から把持重量は数百kgが限
界であるとともに、駆動軸数が多いので制御装置５１の
機構が複雑大型になり、台車５０上に作業物を積載でき
ないか、不用に大きな装置となり適用範囲が限定され、
また装置が高価となる。更に多関節アーム５２の可動範
囲内の作業単位となり、このなかでは自由な姿勢を取れ
るため比較的精度の高い作業ができるが、範囲を越える
と台車５０を移動させる等の準備作業が必要となる。従
って廊下の壁板貼作業のように少しづつ移動しながら連
続作業ができる場合でも、壁板を１枚ずつ取りに行く等
の無駄があり、また一階から二階に物を持ち上げ二階で
作業する場合でも別の揚重設備が必要であり、つまりこ
のような装置は限られた作業範囲での荷重軽減治具とし
ての機能が主であり、物の運搬を含めた作業全般に組み
込んで使用する装置には至っていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、把持重量がトンオーダ
の重量物でも一人で軽く取扱可能であるとともに、駆動
軸数を最小限に抑えて荷台上に重量物を積載するスペー
スを確保することができ、更に作業範囲は特に制限がな
く台車通路が確保される場所で人手による運搬範囲であ
れば任意の場所で連続的に作業することが可能となる重
量物取扱装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、荷
台を有し走行用モータ及びステアリング用モータで駆動
され前後左右に走行する台車と、上記台車上に樹立され
昇降用モータで駆動される吊索で重量物を吊る揚重装置
と、吊索にかかる前後左右上下方向の操作力を検知する
検出器と、上記モータを制御する制御装置とを具えたこ
とを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明重量物取扱装置においては、昇降用モー
タで駆動される揚重装置を使用して重量物を持ち上げる
ため、多関節アームのような把持重量の制約がなく、ま
た重量物の移動に台車の駆動軸を兼用するため、必要最
小限の駆動軸数で作業に要する機能を実現できる。この
結果として、荷台を広く確保した安価な装置構成とな
る。更に作業範囲は、台車自体が作業者に付いて移動す
るため特に制限はなく、通常の揚重装置として作業物の
階移しが可能である。従って台車に載せて作業エリアに
移動し荷台の資材を一個ずつ所定カ所に取付けながら連
続して作業することができ、また一階の複数の資材をま
とめて二階に吊り上げる作業にも適用できる。

【０００７】

【実施例】本発明重量物取扱装置の一実施例を図面につ
いて説明すると、図１は縦断面図、図２は斜視図、図３
は台車駆動部の詳細図、図４は制御系統図、図５は台車
走行制御要領の説明図、図６は台車動作モード切替要領
の説明図である。図１〜図３において、台車１は上面に
荷台２を有し、４個のキャスタ車輪３と１個の走行駆動
車輪４で床面に接地し、走行駆動車輪４で走行及びステ
アリング駆動する。走行時は走行用サーボモータ３７，
減速器３６を経て走行駆動車輪４を駆動し、停止はブレ
ーキ３８による。走行用サーボモータ３７は速度検出器
３９からの速度をフィードバック信号としたサーボ系で
制御される。ステアリング時はステアリング用モータ１
１，ステアリング用減速器１５，傘歯車４１，傘歯車３
４，ハウジング１４を経て走行駆動車輪４を回転する。
ハウジング１４はベアリング３３により回転自在に支持
されており、またスプリング４３は走行駆動車輪４を常
に地面に押付けて駆動力を確実に伝える。ピン４０は車
輪の抜止めである。ステアリング角度は傘歯車３４，傘
歯車４２を経て角度検出器３５で検出される。

【０００８】台車１には揚重装置５が樹立され、重量物
の吊荷を昇降する。支柱５−１は固定され、アーム５−
２はベアリング２８で回転自在に支柱５−１に支持され
ている。アーム５−２の回転角度は、固定歯車２５，平
歯車２６を経てアーム回転角度検出器２７で検出する。
ワイヤ８はワイヤガイドローラ２０，ガイドローラ２
４，ワイヤシーブ２２１，減速器２２２を経由して昇降
用サーボモータ２２３で昇降駆動され、速度検出器２２
５からの速度フィードバック信号により速度制御され
る。停止はブレーキ２２４による。ワイヤ８のアーム５
−２からの出口部には、ワイヤ８の先端荷重（上下方向
の操作力）を検出する荷重検出用力センサ２２が、ガイ
ドローラブロック２１と支持ブロック２３の間に設けら
れ、また前後左右方向の操作力を検出するワイヤ検出用
力センサ３１−１〜３１−３が、各々ワイヤ検出装置７
−１〜７−３に貼付られている。ワイヤ検出装置７−１
〜７−３の先端はそれぞれローラ２１４−１〜２１４−
３によりワイヤ８に接している。ワイヤ８の先端には、
フック９が取付けられており、荷吊装置１０は取扱う物
を固定する磁石板，吸盤などの先端治具である。また把
手１２と台車１の２カ所の接続部には、それぞれ把手用
力センサ３０−１，３０−２を取付け、単に台車１を移
動させるだけの場合、把手１２を押し引く操作力で台車
１を運転する用途である。

【０００９】本装置の運転モードは操作ボックス１３で
選択する。本装置を使用しないとき、切替スイッチ２３
１の“停止”に設定すると、全てのモータ電源が切ら
れ、ブレーキが作動する。“移動”に切替えると把手１
２を使用した単なる台車１の移動モードになる。この場
合は揚重装置５は停止状態にある。“荷扱”モードで
は、ワイヤ８に加える前後左右上下方向の操作力に従っ
て、台車１及び揚重装置５が作動する。この場合把手１
２を使用した移動はできない。なおバンパ６はアーム５
−２が他と干渉することを防ぐため、接触検出器６−１
でバンパ６が動作したことを検知すると台車１を停止さ
せ反対方向への動作のみ可能にする。本装置の全体制御
は制御装置１７で行われる。また電源はバッテリー１６
から供給される。

【００１０】このような装置の作動要領を図４〜図６を
参照して説明する。通常の台車移動時は、荷吊装置１０
を荷台２上に固定した上で、切替スイッチ２３１を“移
動”モードに切替え、把手１２に操作力を加えれば、把
手用力センサ３０−１と把手用力センサ３０−２でその
力を検出（図５のＰ₁ ，Ｐ₂ ）する。台車移動方位検出
回路３０４では、２つの検出信号を比較し、（Ｐ₁ ＋Ｐ
₂ ）／２を走行速度に、またＰ₁ とＰ₂ の差による角度
βをステアリング角度に設定して、運転管理回路３０
３，サーボドライバ３０８／モータドライバ３０９経由
で走行用サーボモータ３７，ステアリング用モータ１１
を駆動する。走行中にキャスタ車輪３の路面抵抗の差に
より台車１の姿勢が変わる場合があるが、駆動車輪が１
輪であるため、普通の手押し台車の要領で把手１２を操
作すれば容易に修正できる。

【００１１】荷の積卸し又は取付けなどの作業の場合
は、切替スイッチ２３１を“荷扱”モードに切替え、荷
吊装置１０〜ワイヤ８のいずれかを直接に移動させたい
方向に操作する。横移動時は、前後左右方向に操作力を
加えればアーム５−２が回転するとともに、ワイヤ８の
鉛直からのずれをワイヤ検出用力センサ３１−１〜３１
−３で検出（図５のｆ₁ 〜ｆ₃ ）する。ワイヤ変位検出
回路３０１では、３分力を合成して先端座標系ｚ−ｘｙ
での操作力ｆを決定し、台車移動方位補正回路３０２で
は、アーム回転角度検出器２７で検出したアーム５−２
の回転角度θを補正して、台車座標系Ｚ−ＸＹに変換す
るとともに、ｆの大きさを走行速度に、また角度αをス
テアリング角度に設定して、走行駆動を行う。

【００１２】上記の制御方法により荷台２の外で作業す
る場合は、アーム５−２の回転と台車１の移動が並行動
作をしても特に支障はないが、荷台２の載荷物の積卸し
時には台車１全体が移動して作業に支障を来さないため
に、図６に示す通り、アーム５−２の長さＬと、台車１
の幅Ｗｉに作業通路幅ｗを加えた荷台作業幅Ｗ₀ で決め
られるアーム５−２の回転角度θ₀ 内では、台車１の動
作を禁止するよう運転管理回路３０３でインターロック
を設けている。荷台２上の積卸し時は、アーム５−２の
回転円弧付近での上げ卸し作業に限定され、荷台２の全
域をカバーすることはできないが、ローラ板を荷台２に
載せる等、取扱う物に応じた簡易な横移動用治具を準備
すれば実用上の機能は十分に達せられる。

【００１３】台車移動中にキャスタ車輪３の路面抵抗の
ばらつきで台車１の姿勢が変わる場合があるが、“荷
扱”モードでの移動速度は遅く、姿勢が多少変わっても
実作業上支障はない。姿勢が大きく変わった場合は“移
動”モードで修正する。また上下方向に操作力を加えれ
ば、吊荷＋操作力の荷重を荷重検出用力センサ２２で検
出する。切替スイッチ２３１で“荷扱”モードに設定し
たときにワイヤ荷重基準信号設定回路３０７で記憶され
る吊荷荷重を基準値として、荷重検出用力センサ２２〜
ワイヤ荷重検出回路３０５の実荷重値との差を減算回路
３０６で計算し、この差を零にする方向と差に比例した
速度を設定して、運転管理回路３０３，サーボドライバ
３１０経由で昇降用サーボモータ２２３を駆動し昇降す
る。

【００１４】“荷扱”作業中は実荷重値をワイヤ荷重基
準信号設定回路３０７で常時監視しており、吊荷を着地
させる場合、吊上げる場合、又は操作力を加える場合の
作業状況を、実荷重の変化率の違いで判定し、その結果
に基づき基準値を更新する。つまり操作力の変化率は数
kg／秒であるのに対し、着地又は吊上げ時は数十kg／秒
の変化率となる。この差を検知して上記の作業状況を自
動的に判定する。この結果として、着地（吊上げ）時は
下降（上昇）動作を一旦停止させた後、整定した実荷重
値を着地時の基準値として更新する。

【００１５】しかして上記の実施例で、例えば壁板を取
付ける場合、“荷扱”モードで荷台２上の壁板の一枚を
荷吊装置１０で把持し、取付け場所まで前後左右上下方
向の操作力を加えながら移動させる。取付け場所では、
壁板を立て起こすように取付け位置に沿わせれば簡単に
取付けができる。つまり物の重量はワイヤ８で支持され
ているため、作業をする人は物の姿勢合わせに専念し、
一人で持ち上げられる軽い物を取扱うのと同じ感覚で操
作することができる。

【００１６】

【発明の効果】要するに本発明によれば、荷台を有し走
行用モータ及びステアリング用モータで駆動され前後左
右に走行する台車と、上記台車上に樹立され昇降用モー
タで駆動される吊索で重量物を吊る揚重装置と、吊索に
かかる前後左右上下方向の操作力を検知する検出器と、
上記モータを制御する制御装置とを具えたことにより、
把持重量がトンオーダの重量物でも一人で軽く取扱可能
であるとともに、駆動軸数を最小限に抑えて荷台上に重
量物を積載するスペースを確保することができ、更に作
業範囲は特に制限がなく台車通路が確保される場所で人
手による運搬範囲であれば任意の場所で連続的に作業す
ることが可能となる重量物取扱装置を得るから、本発明
は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明重量物取扱装置の一実施例の縦断面図で
ある。

【図２】同上装置の斜視図である。

【図３】同上装置の台車駆動部の詳細図である。

【図４】同上装置の制御系統図である。

【図５】同上装置の台車走行制御要領の説明図である。

【図６】同上装置の台車動作モード切替要領の説明図で
ある。

【図７】従来の重量物取扱装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ 台車 ２ 荷台 ３ キャスタ車輪 ４ 走行駆動車輪 ５ 揚重装置 ５−１ 支柱 ５−２ アーム ６ バンパ ６−１ 接触検出器 ７−１ ワイヤ検出装置 ７−２ ワイヤ検出装置 ７−３ ワイヤ検出装置 ８ ワイヤ ９ フック １０ 荷吊装置 １１ ステアリング用モータ １２ 把手 １３ 操作ボックス １４ ハウジング １５ ステアリング用減速器 １６ バッテリー １７ 制御装置 ２０ ワイヤガイドローラ ２１ ガイドローラブロック ２２ 荷重検出用力センサ ２３ 支持ブロック ２４ ガイドローラ ２５ 固定歯車 ２６ 平歯車 ２７ アーム回転角度検出器 ２８ ベアリング ３０−１ 把手用力センサ ３０−２ 把手用力センサ ３１−１ ワイヤ検出用力センサ ３１−２ ワイヤ検出用力センサ ３１−３ ワイヤ検出用力センサ ３３ ベアリング ３４ 傘歯車 ３５ 角度検出器 ３６ 減速器 ３７ 走行用サーボモータ ３８ ブレーキ ３９ 速度検出器 ４０ ピン ４１ 傘歯車 ４２ 傘歯車 ４３ スプリング ２１４−１ ローラ ２１４−２ ローラ ２１４−３ ローラ ２２１ ワイヤシーブ ２２２ 減速器 ２２３ 昇降用サーボモータ ２２４ ブレーキ ２２５ 速度検出器 ２３１ 切替スイッチ ３０１ ワイヤ変位検出回路 ３０２ 台車移動方位補正回路 ３０３ 運転管理回路 ３０４ 台車移動方位検出回路 ３０５ ワイヤ荷重検出回路 ３０６ 減算回路 ３０７ ワイヤ荷重基準信号設定回路 ３０８ サーボドライバ ３０９ モータドライバ ３１０ サーボドライバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷台を有し走行用モータ及びステアリン
   グ用モータで駆動され前後左右に走行する台車と、上記
   台車上に樹立され昇降用モータで駆動される吊索で重量
   物を吊る揚重装置と、吊索にかかる前後左右上下方向の
   操作力を検知する検出器と、上記モータを制御する制御
   装置とを具えたことを特徴とする重量物取扱装置。