JPH0747467B2

JPH0747467B2 - 平衡荷役装置

Info

Publication number: JPH0747467B2
Application number: JP18862588A
Authority: JP
Inventors: 誠治鎌田; 仁都丸; 周武田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0238296A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、任意の重量を有するワークに対して、昇降機
がその重量に見合った力を出力することによって平衡状
態を実現し、人がワークに直接力を加えて、軽い力でワ
ークを昇降させることができる平衡荷役装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の平衡荷役装置は、例えば荷重検出器が断線等によ
り故障した場合、装置の暴走を防ぐため、故障が検知さ
れると同時に非常停止して動かなくなるようにしてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕ところが、平衡荷役装置の作動中に検出器の故障が生ず
ると、重いワークを吊り上げたような危険な状態のまま
動かなくなり、修理するものも容易でない。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、荷重検出器または加速度検出器が故障した場
合、装置の暴走を防止するとともに、危険な状態を解除
することができる平衡荷役装置を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る平衡荷役装置
は、ワークを昇降させる昇降機と、この昇降機に作用す
る荷重を検出する荷重検出器と、前記ワークの昇降する
加速度を検出する加速度検出器と、前記昇降機の回転速
度を検出する速度検出器と、前記昇降機の回転位置を検
出する位置検出器と、前記昇降機の回転速度指令を出力
する速度指令器と、この速度指令器と前記各検出器との
出力に基づいて、前記昇降機の駆動力を、速度指令器の
出力に基づくレバーモード、前記ワークを停止状態に保
持する位置モード、前記荷重の変化に応じて駆動するバ
ランスモードとして演算するモード演算回路と、前記速
度指令器と前記荷重検出器との出力信号に基づき、前記
モード演算回路が求めた運転モードを選択するモード選
択回路とを有する平衡荷役装置において、前記加速度検
出器と前記荷重検出器からの信号により故障を判断する
故障判断手段を設け、前記モード選択回路にバランスモ
ードの選択を禁止させることを特徴としている。

〔作用〕

上記の如く構成した本発明は、荷重検出器または加速度
検出器が故障した場合に、故障判断手段がモード選択回
路に対して、これらの検出器の検出信号を利用するバラ
ンスモードの選択を禁止して装置の暴走を防止するとと
もに、荷重検出器、加速度検出器の検出信号を利用しな
いレバーモード運転を可能にして、吊り下げたワークを
地上に下ろせるようにして、危険な状態を解除する。

〔実施例〕

本発明に係る平衡荷役装置の好ましい実施例を、添付図
面に従って詳説する。

第１図は、本発明の実施例に係る平衡荷役装置のブロッ
ク図である。

第１図において、昇降機10は、モータ12とこのモータ12
によって回転駆動され、ワイヤ14を巻き取り、繰り出す
ドラム16とからなっている。ワイヤ14は、先端部にレバ
ー18の操作量に応じた速度指令信号Ｒを出力する速度指
令器20と、加速度検出器22、荷重検出器24とが装着して
あり、これらの速度指令器20、加速度検出器22、荷重検
出器24を介してワーク26を吊り下げ、昇降させる。

速度指令器20が出力する速度指令信号Ｒは、モータ12の
運転モードを演算するモード演算回路30のレバーモード
演算部32とモード選択回路40とに入力するようになって
いる。加速度検出器22は、ワーク26が昇降するときの加
速度を求め、加速度信号ａをレバーモード演算部32と重
量記憶演算部42と、詳細を後述する故障判断手段として
の故障判断回路44とに入力する。また、荷重検出器24
は、ワーク26のモータ12に作用する荷重を検出し、荷重
信号Ｆをモード演算回路30のバランスモード演算部36、
バランス静止モード演算部38および重量記憶演算部42、
モード選択回路40、故障判断回路44に入力する。

一方、モータ12には、モータ12の回転位置（回転量）を
検出する位置検出器46と、モータ12の回転速度を検出す
る速度検出器48とが取り付けられている。そして、位置
検出器46が出力する回転位置信号ｘは、モード選択回路
40の位置モード演算部34、バランス静止モード演算部38
およびモード選択回路40に入力する。また、速度検出器
48が出力する回転速度信号ｖは、モード演算回路30のレ
バーモード演算部32、位置検出器46、バランスモード演
算部36に入力するようになっている。そして、モード演
算回路30の各モード演算部32、34、36、38と重量記憶演
算部42、故障判断回路44との出力信号は、モード選択回
路40に入力される。モード選択回路40は、速度指令信号
Ｒ、回転位置信号ｘ、荷重信号Ｆおよび重量記憶演算部
42と故障判断回路44との出力信号を受けて、モード演算
回路30のいずれかのモード演算部を選択して加算点60に
その出力信号を入力する。

モータ12は、モータ駆動装置50によって制御される。モ
ータ駆動装置50は、駆動回路52と加算器54とを有してい
て、加算器54に速度検出器48からの回転速度信号ｖが負
帰還される。また、回転速度信号ｖは、微分器56に入力
される。微分器56は、入力してきた回転速度信号ｖを微
分して加算点60に負帰還する。

故障判断回路44は、第２図に示したように、加速度検出
器22の故障を検出する加速度検出器故障判断部62と、荷
重検出器24の故障を検出する荷重検出器故障判断部64と
からなっている。

加速度検出器22は、４片の歪ゲージを用いてブリッジを
構成した周知の構造をしており、Ｐ点の電圧VPが、この
電圧の正常、異常を判別する演算増幅器66の反転入力端
子と演算増幅器68の非反転入力端子とに入力するように
なっている。そして、演算増幅器66の非反転入力端子に
は、Ｐ点の正常電圧最小値V₁が基準電圧として与えら
れ、演算増幅器68の反転入力端子には、Ｐ点の正常電圧
最大値V₂が基準電圧として与えられている。

Ｑ点の電圧VQは、演算増幅器70の反転入力端子と演算増
幅器72の非反転入力端子とに入力するようになってい
る。そして、演算増幅器70の非反転入力端子にはＱ点の
正常電圧最小値V₃が入力し、演算増幅器72の反転入力端
子にはＱ点の正常電圧最大値V₄が入力する。また、Ｓ点
の電圧VSは、演算増幅器74の反転入力端子に入力するよ
うになっており、この演算増幅器74の非反転入力端子に
Ｓ点の正常電圧最小値V₅が基準電圧として入力してい
る。

演算増幅器66、68の出力は、OR回路76の入力となってお
り、演算増幅器70、72の出力は、OR回路78の入力となっ
ていて、これらのOR回路76、78の出力側がOR回路80の入
力端子に接続してある。OR回路80の出力側は、演算増幅
器74の出力側とともにOR回路82の入力端子に接続してあ
る。そして、OR回路82の出力は、加速度検出器故障判断
部62の出力信号となり、NOR回路84の一方の入力端子に
入力する。このNOR回路84の他方の入力端子には、荷重
検出器故障判断部64の出力信号が入力するようになって
いる。また、NOR回路84の出力信号は、故障判断回路44
の出力信号としてモード選択回路40に入力される。な
お、荷重検出器24の構造は加速度検出器22の構造と同様
であり、荷重検出器故障判断部64の構造は加速度検出器
故障判断部62の構造と同様であるので、図示およびその
説明を省略する。

上記の如く構成した実施例の作用は、次のおとりであ
る。

モード選択回路40は、例えば本願出願人の出願に係る特
願昭62−283159号に示したモード選択回路と判断回路と
を合わせた構成とされ、入力信号に基づいてモータ12の
運転モードを判断する判断部と、モード演算回路30のモ
ード演算部を切り替えて選択する切り替え部とからなっ
ている（いずれも図示せず）。なお、モード演算回路30
内の各モード演算部32、34、36、38の演算内容の詳細
は、本願出願人の出願に係る特願昭62−283159号、特願
昭63−20398号に記載されおり、本願発明の要旨に直接
関係しないため、その説明を省略する。

モード選択回路40は、一定周期ごとに速度指令器20が出
力する速度指令信号Ｒを読み込み、速度指令信号Ｒの絶
対値|R|が設定値R₀より大きいか否かを判断している
（第３図ステップ100）。設定値R₀は零に近いであっ
て、|R|＞R₀ならば、速度指令器20のレバー18が操作さ
れているものと判断し、レバーモード演算部32の出力信
号を加算点60に入力して、モータ12をレバーモード駆動
にする。また、|R|≦R₀ならば、レバー18は操作されて
いないものと判断し、故障判断回路44の出力信号を取り
込んで、加速度検出器22または荷重検出器24に故障が生
じているか否かを判断する（ステップ111）。

加速度検出器22が故障していない場合、Ｐ点の電圧VP
は、V₁＜VP＜V₂である。このため、OR回路76に入力する
演算増幅器66、68の出力は何れも「Ｌ」となり、OR回路
76は「Ｌ」を出力する。また、Ｑ点の電圧VQは、V₃＜VQ
＜V₄であるため、演算増幅器70、72の出力は「Ｌ」とな
る。従って、OR回路78の入力は何れも「Ｌ」であり、OR
回路78の出力も「Ｌ」となる。このため、OR回路76、78
の出力信号を入力とするOR回路80は、OR回路82の一方の
入力端子に「Ｌ」を入力する。さらに、Ｓ点の電圧VS
は、正常の場合、VS＞V₅であるため、演算増幅器74の出
力は「Ｌ」である。従って、OR回路82は、加速度検出器
22が正常である場合、両方の入力端子「Ｌ」が入力し、
加速度検出器故障判断部62の出力信号として「Ｌ」をNO
R回路84に入力する。

一方、荷重検出器故障判断部64は、荷重検出器24が正常
である場合、加速度検出器故障判断部62と同様に「Ｌ」
をNOR回路84に入力する。このため、NOR回路84は、加速
度検出器22および荷重検出器24が正常であると、故障判
断回路44の出力信号として、検出器が正常であることを
示す「Ｈ」をモード選択回路40に入力し、モード選択回
路40は故障判断回路44から「Ｈ」が入力してくると、検
出器の故障はないものと判断する。

しかし、加速度検出器22のVPがV₁＜VP＜V₂を満足せず、
VSがV₃＜VQ＜V₄を満足せず、またはVS＞V₅でない場合に
は、OR回路82の出力信号が「Ｈ」となる。このため、故
障判断回路44の出力信号であるNOR回路84出力信号は、
検出器が故障していることを示し、バランスモードの選
択を禁止する「Ｌ」となる。荷重検出器24が故障した場
合、または加速度検出器22と荷重検出器24との両方が故
障した場合にも同様である。そして、モード選択回路40
は、故障判断回路44から「Ｌ」が入力してくると、検出
器が故障したものと判断し、図３に示す判断分岐により
位置モード演算部34を選択してモータ12の駆動を位置モ
ードにし、装置の暴走を防止する。

この結果、加速度検出器22、荷重検出器24のいずれか一
方または両方が故障した場合、レバー18が操作されない
限り、位置モードが継続し、モータ12はワーク26を空中
の一定位置に保持される。そして、モード選択回路40
は、次のデータ取り込み周期において、レバー18が操作
されて|R|＞R₀であると判断すると、レバーモード演算
部32の出力信号を加算点60に入力する。このとき、レバ
ーモードで加速度信号によりゆれ止めを行う場合は、加
速度を零とすればよい。このため、モータ12はレバーモ
ード駆動され、ワイヤ14によって空中に吊られているワ
ーク26を地上に下ろすことができ、危険な状態を解除す
ることができる。また、装置の修理もワーク26が吊られ
ていないため、容易となる。

モード選択回路40は、ステップ111において検出器が故
障していないと判断した場合には、重量記憶演算部42の
出力信号を読み込み、重量記憶演算部42がワーク26の重
量W₀の記憶を完了したかどうか判断する（ステップ11
2）。重量記憶演算部42からワーク26の重量W₀を示す信
号が入力してこない場合には、ワーク26を地上から吊り
上げるレバー操作が終了した段階であると判断し、重量
記憶演算部42に重量を記憶させ（ステップ113）、位置
モードに移行する。

重量記憶演算部42が重量W₀を記憶している場合には、ス
テップ113からステップ114に進み、荷重検出器24の荷重
信号Ｆと重量W₀との差の絶対値が設定値F₀より大きいか
を調べる。|F−W₀｜＞F₀であれば、ワーク26に人の手に
よる力が作用しているものとして、タイマを再スタート
させ（ステップ115）、モータ12をバランスモード駆動
させる。すなわち、モード選択回路40は、バランスモー
ド演算部36を選択してバランスモード演算部36の出力信
号を加算点60に入力する。

ステップ114において|F−W₀｜≦F₀と判断した場合に
は、ステップ116に進んで１回以上バランスモードにな
ったかどうかを調べる。まだ１度もバランスモードにな
っていないときには、位置モードが継続しているものと
判断し、位置モードを維持する。また、ステップ116に
おいて、１回以上バランスモードになっているときに
は、タイマの時間が設定した時間Taに達したかどうかを
判断する（ステップ117）。モード選択回路40は、タイ
マの時間がTaに達していなければ、人がワーク26を手で
移動させている途中において、一時的に|F−W₀｜≦F₀に
なったものと判断し、バランスモードを継続する。しか
し、タイマの時間がTaに達している場合には、人の手が
ワーク26から離れたものと判断し、バランス静止モード
に移行してバランス静止モード演算部38の出力信号を加
算点60に入力する。

なお、加速度検出器故障判断部62と荷重検出器故障判断
部64との出力図（OR回路82の出力端子）に、検出器の故
障時に点灯する発光ダイオードを接続しておくと、いず
れの検出器が故障したかを容易に知ることができる。

〔発明の効果〕

以上に説明した如く、本発明によれば、加速度検出器ま
たは荷重信号が故障した場合に、これらの検出信号を利
用するバランスモードの選択を禁止して装置の暴走を防
止するとともに、レバーモードの運転を可能にしたた
め、吊り上げたワークを地上に下ろして危険な状態を解
除することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る平衡荷役装置のブロック
図、第２図は故障判断回路の一例を示す回路図、第３図
はモード選択回路の動作を示すフローチャートである。 10……昇降機、12……モータ、20……速度指令器、22…
…加速度検出器、24……荷重検出器、26……ワーク、30
……モード演算回路、32……レバーモード演算部、34…
…位置モード演算部、36……バランスモード演算部、38
……バランス静止モード演算部、40……モード選択回
路、42……重量記憶演算部、44……故障判断手段（故障
判断回路）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを昇降させる昇降機と、この昇降機
に作用する荷重を検出する荷重検出器と、前記ワークの
昇降する加速度を検出する加速度検出器と、前記昇降機
の回転速度を検出する速度検出器と、前記昇降機の回転
位置を検出する位置検出器と、前記昇降機の回転速度指
令を出力する速度指令器と、この速度指令器と前記各検
出器との出力に基づいて、前記昇降機の駆動力を、速度
指令器の出力に基づくレバーモード、前記ワークを停止
状態に保持する位置モード、前記荷重の変化に応じて駆
動するバランスモードとして演算するモード演算回路
と、前記速度指令器と前記荷重検出器との出力信号に基
づき、前記モード演算回路が求めた運転モードを選択す
るモード選択回路とを有する平衡荷役装置において、前
記加速度検出器と前記荷重検出器からの信号により故障
を判断する故障判断手段を設け、前記故障判断手段から
の信号により前記モード選択回路にバランスモードの選
択を禁止させることを特徴とする平衡荷役装置。