JPH0881199A - 高所作業車における面作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲面で構成された壁面に対して適切に作業す
る。 【構成】 ブーム２３上の作業台２４に一定の角度差を
有する三個の距離センサ３１，３２，３３を取り付け、
両側の距離センサ３１，３２で夫々の距離を検出した
後、壁面に対する垂線ＯＳの方向Ｒｓを求め、この垂線
ＯＳと中央の距離センサ３３とのなす角θ、および予め
決定された適正な垂線距離Ｌｔ３から、距離センサ３３
の望ましい検出距離Ｌｕ３を求め、かかる位置に作業台
２４を移動する。 【効果】 中央の距離センサ３３の方向と壁面に対する
垂線の方向の差は少ないため、作業台２４を適正な垂線
距離の位置にほぼ正確に移動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、壁面洗浄等の高所作業
車における面作業装置に関し、特に、高所作業車等でト
ンネル等の建造物や船等の壁面と一定の離間距離を保っ
たままの軌跡が描けたり壁面に垂直にノズルを向けたり
することが可能な高所作業車における面作業装置に係
る。

【０００２】

【背景技術】図１２および図１３は一般的な高所作業車
を示す図である（実開昭６３−５４７３２号公報参
照）。該高所作業車は、台車１に装備したターンテーブ
ル３に起伏自在および伸縮自在に取り付けたブーム５の
上に作業台８を装備してなるものである。そして、該高
所作業車には面作業装置が設けられている。図１２中の
４は旋回モータ、６はバランスシリンダ、７は伸縮シリ
ンダ、９は首振シリンダ、１０はブーム５の旋回位置を
検出する旋回位置検出器、１１はブーム５の起伏角度を
検出する起伏角度検出器、１２はブーム５の伸縮長さを
検出する伸縮長さ検出器、１６は洗浄液の吹き付け等を
行うノズル（作業手段）、１５は作業台８と壁面１４と
の間の距離を検出する距離検出器、図１３中の１７は作
業台８の作動パターンや作動速度等を手入力するための
入力装置、１８は入力装置１７からの信号と各検出器１
０，１１，１２，１５からの信号とを処理する演算器、
１９は演算器１８からの信号に基づいて各操部を制御す
る制御器、２０は電磁比例制御弁である。

【０００３】そして、清掃作業や塗装作業のように建造
物の壁面１４等の目標と一定の離間距離を保ちつつノズ
ルを壁面１４に垂直に向けるような場合には、距離検出
器１５にて作業台８と壁面１４との間の距離を検出し、
かかる検出結果に基づいて作業台８の位置制御を行って
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来例の面作業装置で
は、距離検出器１５が壁面１４に対して垂線方向（放線
方向）に指向しているときは、距離検出器１５にて壁面
１４との距離を正確に検出できるが、図１４のように距
離検出器１５が壁面１４に対して垂直と異なる伏せた角
度ψの方向（λｇ）に指向している場合、ノズル１６か
ら塗料や洗浄液を吹き付けると液むらが発生してしま
う。

【０００５】そこで、図１５の如く、二個の距離検出器
１５ａ，１５ｂを有せしめて夫々の方向での離間距離λ
ａ，λｂを検出し、これらの両線分と壁面１４とからな
る三角形の形状から垂線の距離λｃを求める方法（提案
例）も考えられる。

【０００６】しかしながら、かかる提案例の方法では、
平面状の壁面１４について作業台８との間の距離を検出
するのには適しているが、図１６のように壁面１４が曲
面である場合には、前述のようにして求めた三角形の垂
線の距離λｃに対して無視できない誤差ξが生じ、距離
精度が大幅に悪化してしまい、その結果、ノズル吹き付
けの液むらが発生してしまう。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑み、曲面で構成さ
れた壁面での作業を適切に行い得る高所作業車における
面作業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】本発明の請求項１に係る
課題解決手段は、台車に取り付けたブーム（可動腕）上
に作業台を装備し、かつ該作業台に所定の作業を行う作
業手段が搭載される高所作業車において、次の（ａ）〜
（ｈ）の要素を備える。

【０００９】（ａ） 第１の方向における対象面との間
の距離を検出する第１の距離検出手段、（ｂ） 前記第
１の方向から所定の角度差だけずれた第２の方向におけ
る前記対象面との間の距離を検出する第２の距離検出手
段、（ｃ） 前記第１の方向および前記第２の方向の間
の第３の方向における前記対象面との間の距離を検出す
る第３の距離検出手段、（ｄ） 前記第１の距離検出手
段および前記第２の距離検出手段での各検出結果から、
前記対象面に対する垂線の方向を近似的に求める垂線方
向演算手段、（ｅ） 前記所定の作業を行うに当たって
前記垂線の方向における前記対象面との間の適切な垂線
距離を記憶する垂線距離記憶手段、（ｆ） 該垂線距離
記憶手段に記憶された前記垂線距離と、前記垂線方向演
算手段で演算された前記垂線の方向とから、前記第３の
方向における前記対象面との間の適正な離間距離を演算
する離間距離演算手段、（ｇ） 該離間距離演算手段で
演算された前記適正な離間距離と前記第３の距離検出手
段で検出した距離とを比較する比較手段、（ｈ） 該比
較手段での比較結果に基づいて前記適正な離間距離の位
置に前記作業台が位置するよう前記ブームに対して移動
信号を出力する移動信号出力手段。

【００１０】本発明の請求項２に係る課題解決手段は、
前記作業手段は前記作業台に回動自在に支持され、前記
垂線方向演算手段にて演算された前記垂線の方向に前記
作業手段の作業方向を調整する作業方向調整手段をさら
に備える。

【００１１】本発明の請求項３に係る課題解決手段は、
前記第１の距離検出手段および前記第２の距離検出手段
は前記作業台の所定の位置に回動自在に支持され、前記
第１の距離検出手段および前記第２の距離検出手段を前
記作業台の所定の回動位置に位置決め固定する固定手段
をさらに備える。

【００１２】本発明の請求項４に係る課題解決手段は、
前記固定手段にて位置決め固定した際に前記第１の距離
検出手段および前記第２の距離検出手段の夫々の回動位
置を認識する回動位置認識手段をさらに備える。

【００１３】本発明の請求項５に係る課題解決手段は、
台車に取り付けたブーム上に作業台を装備し、かつ該作
業台に所定の作業を行う作業手段が搭載される高所作業
車において、次の（ｉ）〜（ｑ）の要素を備える。

【００１４】（ｉ） 第１の方向における対象面との間
の距離を検出する第１の距離検出手段、（ｊ） 前記第
１の方向から所定の角度差だけずれた第２の方向におけ
る前記対象面との間の距離を検出する第２の距離検出手
段、（ｋ） 前記第１の方向および前記第２の方向の二
等分線方向における前記対象面との間の距離を検出する
第３の距離検出手段、（ｌ） 前記第１の距離検出手
段、前記第２の距離検出手段および前記第３の距離検出
手段を保持する保持手段、（ｍ） 該保持手段を前記作
業台に対して回動軸を中心に回動させる回動手段、
（ｎ） 前記保持手段を回動させることで前記第１の距
離検出手段での検出距離と前記第２の距離検出手段での
検出距離とを一致させるよう前記回動手段の回動量を調
整する回動量調整手段、（ｏ） 前記所定の作業を行う
に当たって前記垂線の方向における前記対象面との間の
適切な垂線距離を記憶する垂線距離記憶手段、（ｐ）
前記回動量調整手段で調整された回動位置において前記
第３の距離検出手段で検出された検出距離と、前記垂線
距離記憶手段にて記憶された前記適正な離間距離とを比
較する比較手段、（ｑ） 該比較手段での比較結果に基
づいて前記適正な離間距離の位置に前記作業台が位置す
るよう前記ブームに対して移動信号を出力する移動信号
出力手段。

【００１５】本発明の請求項６に係る課題解決手段は、
前記作業手段の作業方向は前記第３の距離検出手段の距
離検出方向と同方向に設定される。

【００１６】

【作用】本発明請求項１に係る高所作業車における面作
業装置では、まず、作業者は所定の作業を行うに当たっ
て対象面に対する垂線の方向における適切な垂線距離を
入力し、垂線距離記憶手段に記憶させておく。次に、第
１の距離検出手段にて、第１の方向における対象面との
間の距離を検出するとともに、第２の距離検出手段に
て、第１の方向から所定の角度差だけずれた第２の方向
における対象面との間の距離を検出する。そして、第１
の距離検出手段および第２の距離検出手段での各検出結
果から、垂線方向演算手段は対象面に対する垂線の方向
を近似的に求める。その後、垂線距離記憶手段に記憶さ
れた垂線距離と、垂線方向演算手段で演算された垂線の
方向とから、離間距離演算手段は第３の距離検出手段の
距離検出方向（第３の方向）における対象面との間の適
正な離間距離を演算する。そして、実際に第３の距離検
出手段で検出した距離と離間距離演算手段で演算された
適正な離間距離とを比較手段で比較しつつ、当該適正な
離間距離の位置に作業台が位置するよう、移動信号出力
手段から移動信号を出力し、ブームを駆動する。このよ
うな動作を繰り返しながら所定の作業を繰り返し行え
ば、対象面が曲面で構成されているような場合でも、対
象面に対して一定距離を保ちながら所定の作業を行うこ
とができる。

【００１７】本発明請求項２に係る高所作業車における
面作業装置では、実際に作業を行う際、作業方向調整手
段にて、垂線方向演算手段にて演算された垂線の方向に
作業手段の作業方向を調整する。これにより、作業手段
の作業方向を曲面に対して常に垂直に設定でき、作業の
質の向上を図り得る。

【００１８】本発明請求項３に係る高所作業車における
面作業装置では、各距離検出手段の距離検出精度や対象
面の曲率等に応じて、第１の距離検出手段および第２の
距離検出手段を回動させて固定し、その距離検出方向を
調整する。そうすると、対象面と作業台との距離調整を
ほぼ正確に行うことができる。

【００１９】本発明請求項４に係る高所作業車における
面作業装置では、請求項３のように第１の距離検出手段
および第２の距離検出手段を回動させて固定した場合
に、回動位置認識手段にて両距離検出手段の夫々の回動
位置を認識できるので、垂線方向演算手段および離間距
離演算手段等での演算をほぼ正確に行うことができ、対
象面と作業台との距離調整をほぼ正確に行うことができ
る。

【００２０】本発明請求項５に係る高所作業車における
面作業装置では、まず、作業者は所定の作業を行うに当
たって垂線の方向における対象面との間の適切な垂線距
離を入力し、垂線距離記憶手段に記憶させておく。次
に、第１の距離検出手段にて第１の方向における対象面
との間の距離を検出するとともに、第２の距離検出手段
にて第２の方向における対象面との間の距離を検出す
る。そして、回動量調整手段は、第１の距離検出手段で
の検出距離と第２の距離検出手段での検出距離とを一致
させるよう回動手段の回動量を調整し、保持手段を回動
させる。当該両距離検出手段での検出距離が等しくなっ
たとき、第１の方向および第２の方向の二等分線の方向
は、対象面に対してほぼ垂直となっていることになる。
すなわち、かかる方向に指向される第３の距離検出手段
での検出距離は作業台と対象面との最短距離を示してい
ることになる。この状態で、比較手段での比較を継続し
つつ移動信号出力手段から移動信号を出力し、適正な離
間距離の位置に作業台を移動させる。これにより、対象
面が曲面で構成されているような場合でも、曲面との距
離が常に一定の離間距離となるよう制御できる。

【００２１】本発明請求項６に係る高所作業車における
面作業装置では、回動手段によって保持手段を作業台に
対して回動させて、第１の距離検出手段での検出距離と
第２の距離検出手段での検出距離とを一致させた時点
で、第３の距離検出手段の距離検出方向は対象面に対し
て垂直に設定されるが、これと同時に、作業手段の作業
方向は常に対象面に対して垂直に設定されることにな
る。したがって、保持手段の回動後にあらためて作業手
段を回動する必要がなく、処理効率を向上できる。

【００２２】

【実施例】

｛第１の実施例｝ ＜構成＞本発明の第１の実施例の高所作業車として壁面
洗浄車を例に挙げて説明する。図１は本実施例の高所作
業車の概略を示す図である。本実施例の高所作業車は、
特に、トンネル等の建造物や船舶等の曲面を含む壁面１
４と一定の離間距離を保ったままの軌跡を描きつつ壁面
１４に垂直にノズルを向けて洗浄液を吹き付けて洗浄作
業を行うものである。該高所作業車は、図１に示すよう
に、台車２１に装備したターンテーブル２２に起伏、伸
縮自在に取り付けたブーム２３（可動腕）上に作業台２
４（バケット）を装備しており、前記台車２１には、所
定の作業（壁面洗浄等）を行うための面作業装置が設け
られている。なお、図２は高所作業車を示す制御ブロッ
ク図であり、図２において従来例と同様の機能を示す要
素は同一符号を示しており、かかる同一符号の要素につ
いてはその説明を省略する。なお、前記作業台２４は常
に水平を保った状態を維持される。

【００２３】そして、前記面作業装置は、図１の如く、
前記台車２１上で前記壁面１４に対して前記所定の作業
（壁面洗浄等）を行う作業手段としての洗浄液吹き付け
用ノズル１６と、該ノズル１６にて洗浄液を吹き付ける
際に壁面１４との間の距離を適正に調整する距離調整装
置２６と、前記ノズル１６の吹き付け方向を壁面１４に
対して略垂直に設定する吹き付け角度調整手段（作業方
向調整手段）２７とを備える。

【００２４】前記ノズル１６は、前記台車２１の所定位
置に横軸２８周りに回動（俯仰）自在に支持されてお
り、図示しない洗浄液供給装置からの洗浄液を所定の指
向角度内に向けて噴霧する。

【００２５】前記距離調整装置２６は、図３の如く、次
の（Ａ）〜（Ｈ）の要素を備える。

【００２６】（Ａ） 第１の方向Ｒ１（図４）における
対象面（壁面１４）との間の距離Ｌ１を検出する第１の
距離検出手段３１（第１のセンサ）、（Ｂ） 前記第１
の方向Ｒ１（図４）から所定の角度差αだけずれた第２
の方向Ｒ２（図４）における前記壁面１４との間の距離
Ｌ２を検出する第２の距離検出手段３２（第２のセン
サ）、（Ｃ） 前記第１の方向Ｒ１（図４）および前記
第２の方向Ｒ２（図４）の間の第３の方向Ｒ３（図４）
における前記壁面１４との間の距離を検出する第３の距
離検出手段３３（第３のセンサ）、（Ｄ） 前記第１の
センサ３１および前記第２のセンサ３２での各検出結果
から、前記壁面１４に対する垂線ＯＲの方向ＤＲを近似
的に求める垂線方向演算手段３４、（Ｅ） 前記所定の
作業を行うに当たって前記垂線の方向における前記壁面
１４との間の適切な垂線距離Ｌｔ３を記憶する垂線距離
記憶手段３５、（Ｆ） 該垂線距離記憶手段３５に記憶
された前記垂線距離Ｌｔ３と、前記垂線方向演算手段３
４で演算された前記垂線の方向とから、前記第３の方向
Ｒ３（図４）における前記壁面１４との間の適正な離間
距離Ｌｕ３を演算する離間距離演算手段３６、（Ｇ）
該離間距離演算手段３６で演算された前記適正な離間距
離と前記第３のセンサ３３で検出した距離とを比較する
比較手段３７、（Ｈ） 該比較手段３７での比較結果に
基づいて前記適正な離間距離の位置に前記作業台２４が
位置するよう前記ブーム２３に対して移動信号を出力す
る移動信号出力手段３８。

【００２７】前記各センサ３１，３２，３３は、一般的
な超音波センサが使用されており、このうち前記第１の
センサ３１および前記第２のセンサ３２は、図５の如
く、前記作業台２４の所定の位置に横軸４１周りに回動
（俯仰）自在に支持され、作業者にて角度調整が可能と
されている。また、角度調整後に両センサ３１，３２
（超音波センサ）を前記作業台２４に対して位置決め固
定するための固定手段４２が設けられている。該固定手
段４２は、図６の如く、前記作業台２４の側壁２４ａの
所定の複数位置に形成された作業台側ネジ孔４３，４
４，４５，４６と、前記各センサ３１，３２の一部から
突出形成された孔片３１ａ，３２ａに形成されたセンサ
側ネジ孔４７，４８と、前記作業台側ネジ孔４３，４
４，４５，４６および前記センサ側ネジ孔４７，４８を
互いに固定する固定ネジ４９とから構成される。また、
かかる固定手段４２にて位置決め固定した際に前記第１
のセンサ３１および前記第２のセンサ３２の夫々の回動
位置を認識する回動位置認識手段５０が設けられてい
る。該回動位置認識手段５０は、図５の如く、前記第１
のセンサ３１および前記第２のセンサ３２の傾き角度を
検出する傾きセンサであってもよいし、あるいは外部か
ら傾き角度の値を手入力する入力装置１７をそのまま利
用しても良い。

【００２８】また、前記第３のセンサ３３は前記作業台
２４の所定位置で、前記第１のセンサ３１の第１の方向
Ｒ１と、前記第２のセンサ３２の第２の方向Ｒ２の中間
（二等分線）の方向（第３の方向Ｒ３）に向けて固定さ
れている。

【００２９】前記垂線方向演算手段３４は、前記第１の
センサ３１および前記第２のセンサ３２で検出された夫
々の方向についての距離と、前記回動位置認識手段５０
にて認識された前記各センサ３１，３２の夫々の回動位
置とから、図４に示した三角形ＭＮＯを求め、線分ＭＮ
に対する垂線ＯＰの方向Ｒｐの角度を求める。ここで、
第１のセンサ３１の方向Ｒ１の距離ＯＭをＬ１、第２の
センサ３２の方向Ｒ２の距離ＯＮをＬ２とする。第１の
センサ３１および第２のセンサ３２は固定手段４２にて
固定され、かつ第３のセンサ３３の取り付け角度は常時
固定されているので、図４中の角度ＯＮＱ＝αおよび角
度ＮＯＱ＝βは一定である。線分ＭＮの長さｘは、余弦
定理より、 ｘ²＝Ｌ１²＋Ｌ２²−２Ｌ１・Ｌ２・cos²α ∴ ｘ＝（Ｌ１²＋Ｌ２²−２Ｌ１・Ｌ２・cos²α）^1/2 となる。また、ｘと正弦定理より次式を得ることができ
る。

【００３０】ｘ／(sinα)＝Ｌ１／(sinγ) ∴ sinγ＝Ｌ１・sinα／ｘ 三角形の内角の和は１８０゜であるので、線分ＯＱと線
分ＰＱで挟まれた角度δはγ＋βに等しいことから、次
式が成立する。

【００３１】 θ＝９０゜−δ＝９０゜−γ−β …（１） すなわち、第３のセンサ３３の方向Ｒ３からθだけずれ
た方向Ｒｐが線分ＭＮに対する垂線ＯＰの方向となる。
かかる垂線ＯＰの方向Ｒｐは、曲面である壁面１４（Ｍ
ＳＲＮ）に対する垂線ＯＳの方向Ｒｓを近似するものと
なっている。

【００３２】前記垂線距離記憶手段３５は、作業者が、
洗浄液等の吹き付け強さ等に基づいて定められる適切な
垂線距離Ｌｔ３（線分ＯＳの長さ）を、予め入力装置１
７にてキー入力しておいたデータを記憶するものであ
る。

【００３３】前記離間距離演算手段３６は、線分ＯＳの
長さを前記垂線距離記憶手段３５で求めたＬｔ３とした
場合に、第３のセンサ３３の検出距離がいくらになれば
よいかを演算するもので、線分ＯＲの望ましい長さＬｕ
３は、 Ｌｕ３＝Ｌｔ３・arccosθ ＝Ｌｔ３・arccos（９０゜−γ−β） …（２） となる。前記したように、γ，βは一定値であるから、
Ｌｕ３は一意に定まる。かかるＬｕ３に第３のセンサ３
３で実測したＬ３が等しくなるように作業台２４を移動
させればよい。

【００３４】前記移動信号出力手段３８は、前記第３の
センサ３３で検出した距離Ｌ３が前記した（２）式のＬ
ｕ３の値に等しくなるまで、作業台２４を線分ＯＰ（Ｏ
Ｓ）の方向Ｒｓ（Ｒｐ：線分ＭＮに垂直な方向）に移動
させるよう、移動信号を前記制御器１９へ出力する。

【００３５】なお、前記距離調整装置２６内の各手段３
１〜３８は、前記演算器１８内のメモリに記憶されたプ
ログラムにしたがってＣＰＵが実現する各機能ブロック
に相当するものである。

【００３６】＜動作＞上記構成の高所作業車の動作を説
明する。ここでは、壁面１４を効率良く洗浄するため常
に壁面１４に垂直にノズルを向け、壁面１４との間の距
離を一定に保って三次元ならい制御をする。そのために
はセンサ３１，３２，３３を用いて位置検出をする必要
がある。本実施例では、まず事前段階として、入力装置
１７にて壁面１４との間の適切な垂線距離Ｌｔ３を入力
し、垂線距離記憶手段３５に記憶させる。なお、初期段
階では、ノズル１６の指向方向は第３のセンサ３３の第
３の方向Ｒ３と同方向に設定されている。

【００３７】ここで、第１のセンサ３１の第１の方向Ｒ
１および第２のセンサ３２の第２の方向Ｒ２を予め設定
しておく。かかる設定では、各センサ３１，３２を横軸
４１周りに回動（俯仰）させ、望ましい回動位置に決定
した後、固定手段４２にて固定する。しかる後、回動位
置認識手段５０にて各センサ３１，３２の回動位置を認
識しておく。なお、かかる角度調整は、各センサ３１，
３２のセンシング精度や被作業対象となる壁面１４の曲
率等によって調整を行えばよく、例えばセンシング精度
が高かったり曲率が大きい場合等には両各センサ３１，
３２の角度差αを小さく設定し、逆の場合には両各セン
サ３１，３２の角度差αを大きく設定すればよい。

【００３８】次に、図７の如く、作業台２４を壁面１４
に近づけ（ステップＳ１）、第１のセンサ３１にて第１
の方向Ｒ１における壁面１４との間の距離Ｌ１を検出す
るとともに、第２のセンサ３２にて第２の方向Ｒ２にお
ける壁面１４との間の距離Ｌ２を検出する（ステップＳ
２）。そして、第１のセンサ３１および前記第２のセン
サ３２での各検出結果から、壁面１４の測定点距離ｘを
求める（ステップＳ３）とともに、図４に示した角度γ
を求め（ステップＳ４）、続いて垂線方向演算手段３４
は、前記した（１）式に基づいて方向Ｒｐを特定し、こ
れを、壁面１４に対する垂線ＯＳの方向Ｒｓの近似値と
して採用する（ステップＳ５）。その後、垂線距離記憶
手段３５に記憶された垂線距離Ｌｔ３と、垂線方向演算
手段３４で演算された垂線ＯＳの方向Ｒｓとから、離間
距離演算手段３６は第３の方向Ｒ３における壁面１４と
の間の適正な離間距離を前記した（２）式に基づいて演
算する（ステップＳ６〜Ｓ８）。

【００３９】次に、第３のセンサ３３にて、第３の方向
Ｒ３における壁面１４との間の距離Ｌ３を検出する。そ
して、比較手段３７にて、離間距離演算手段３６で演算
された適正な離間距離Ｌｕ３と第３のセンサ３３で検出
した距離Ｌ３とを比較する。かかる比較動作を繰り返し
行いつつ、作業台２４が適正な離間距離Ｌｕ３の位置に
位置するまで、移動信号出力手段３８から移動信号を出
力する。これにより、壁面１４との距離が常に一定の離
間距離Ｌｕ３となるよう制御する（ステップＳ９，Ｓ１
０）。

【００４０】かかる動作が終了した後、吹き付け角度調
整手段２７は前記垂線方向演算手段３４からの信号に基
づいてノズル１６の角度をθ分だけ回動（俯仰）させ、
壁面１４に対してほぼ垂直方向になるように設定する。
しかる後、ノズル１６から所定の洗浄液を壁面１４に吹
き付けて洗浄作業を行う。

【００４１】以上の動作が終了した後、ブーム２３を移
動させ、同様の作業を繰り返し行う。なお、かかる作業
は、洗浄作業効率を考慮して連続的に吹き付けを行うの
が望ましい。そうすると、壁面１４からほぼ一定の垂線
距離Ｌｔ３だけ離間した位置で作業台２４の軌跡１４ａ
を描くことができる。したがって、壁面１４に垂直で等
距離に保った状態で作業台２４を位置制御でき、三次元
ならい制御が可能となり、壁面１４が曲面であっても、
質の良い壁面作業を行うことができる（ステップＳ１
１）。なお、前記垂線方向演算手段３４にて垂線方向Ｒ
ｓを求めた後、第１のセンサ３１および第２のセンサ３
２だけで位置決めを行う提案例も考えられるが、本実施
例では、前記垂線方向Ｒｓに比較的近似した第３の方向
Ｒ３での実測値（第３のセンサ３３での検出距離）に基
づいて位置決めを行っているので、上記提案例に比べて
適正な位置に対する誤差を飛躍的に縮小できる。すなわ
ち、作業台２４を適正な垂線距離の位置にほぼ正確に移
動できる。具体的には、実使用上の好ましい制御精度は
±１００ｍｍ程度である。

【００４２】｛第２の実施例｝ ＜構成＞図８は本発明の第２の実施例の高所作業車にお
ける面作業装置を示す図である。本実施例の高所作業車
は、第１の実施例と同様、台車２１に装備したターンテ
ーブル２２に起伏、伸縮自在に取り付けたブーム２３上
に作業台２４を装備し、かつ該作業台２４に所定の作業
を行う作業手段１６が搭載されるものである。そして、
本実施例の面作業装置は、次の（Ｉ）〜（Ｑ）を備え
る。

【００４３】（Ｉ） 第１の方向Ｒ１における壁面１４
（対象面）との間の距離Ｌ１を検出する第１のセンサ３
１、（Ｊ） 前記第１の方向Ｒ１から所定の角度差αだ
けずれた第２の方向Ｒ２における前記壁面１４との間の
距離Ｌ２を検出する第２のセンサ３２、（Ｋ） 前記第
１の方向Ｒ１および前記第２の方向Ｒ２の二等分線方向
における前記壁面１４との間の距離を検出する第３のセ
ンサ３３、（Ｌ） 前記第１のセンサ３１、前記第２の
センサ３２および前記第３のセンサ３３を保持する保持
手段５１、（Ｍ） 該保持手段５１を前記作業台２４に
対して回動軸５２を中心に回動（俯仰）させる回動手段
としてのステッピングモータ５３、（Ｎ） 前記保持手
段５１を回動（俯仰）させることで前記第１のセンサ３
１での検出距離と前記第２のセンサ３２での検出距離と
を一致させるよう前記ステッピングモータ５３の回動量
を調整する回動量調整手段５４、（Ｏ） 洗浄液吹き付
け作業を行うに当たって壁面１４の垂線方向における壁
面１４との間の適切な垂線距離Ｌｔ３を記憶する垂線距
離記憶手段３５、（Ｐ） 前記回動量調整手段５４で調
整された回動位置において前記第３のセンサ３３で検出
された検出距離Ｌ３と、前記垂線距離記憶手段３５にて
記憶された前記適正な垂線距離Ｌｔ３とを比較する比較
手段３７、（Ｑ） 該比較手段３７での比較結果に基づ
いて前記適正な垂線距離Ｌｔ３の位置に前記作業台２４
が位置するよう前記ブーム２３に対して移動信号を出力
する移動信号出力手段３８。

【００４４】ここで、前記回動量調整手段５４は、前記
第１のセンサ３１での検出距離と前記第２のセンサ３２
での検出距離とを比較する比較部５５と、該比較部５５
での比較結果に基づいていずれか小さい検出距離を示し
た方のセンサ３１，３２側に前記ステッピングモータ５
３を回動（俯仰）させるよう指示する回動方向指示部５
６と、前記比較部５５での比較結果に基づいて両センサ
３１，３２の検出距離が等しくなったときに前記ステッ
ピングモータ５３の回動（俯仰）を停止させる回動停止
指示部５７とを備える。

【００４５】また、図９の如く、前記ノズル１６は前記
保持手段５１に固着され、該ノズル１６の吹き付け方向
（作業方向）は前記第３のセンサ３３の距離検出方向と
同方向に設定される。その他の構成は、第１の実施例と
同様である。

【００４６】＜動作＞上記構成の高所作業車における面
作業装置の動作を説明する。まず、事前段階として、図
８の如く、入力装置１７にて壁面１４との間の適切な垂
線距離Ｌｔ３を入力し垂線距離記憶手段３５に記憶させ
る。

【００４７】洗浄液吹き付け作業時には、図１０の如
く、壁面１４に作業台２４を近づける（ステップＳ２
１）。そして、図１１の如く、第１のセンサ３１にて第
１の方向Ｒ１における壁面１４との間の距離Ｌ１を検出
するとともに、第２のセンサ３２にて第２の方向Ｒ２に
おける壁面１４との間の距離Ｌ２を検出する（図１０中
のステップＳ２２）。

【００４８】次に、図８の如く、回動量調整手段５４の
比較部５５は、第１のセンサ３１での検出距離と第２の
センサ３２での検出距離とを比較し、かかる比較結果に
基づいて、回動方向指示部５６はいずれか小さい検出距
離を示した方のセンサ３１，３２側に前記ステッピング
モータ５３を回動（俯仰）させるよう指示する。そうす
ると、前記ステッピングモータ５３は指示された回動方
向へ角度αだけ回動（俯仰）する。この間も、前記両セ
ンサ３１，３２は距離検出を継続している。そして、両
センサ３１，３２の検出距離が等しくなったとき、前記
比較部５５での比較にてその旨を認識し、回動停止指示
部５７にてステッピングモータ５３に停止信号を出力す
る（図１０中のステップＳ２３）。

【００４９】この時点で、第３のセンサ３３は、第１の
センサ３１の第１の方向Ｒ１と第２のセンサ３２の第２
の方向Ｒ２の二等分線方向を指向しているため（すなわ
ち、図１１中のθ₁＝θ₂）、壁面１４の曲形が略断面円
弧状であれば、第３のセンサ３３は壁面１４に対して略
垂線の方向を指向していることになる。したがって、か
かる方向での検出距離が壁面１４と作業台２４との離間
距離として取り扱うことができる。そこで、この状態で
第３のセンサ３３による距離検出を行い、検出された検
出距離Ｌ３と、予め垂線距離記憶手段３５にて記憶され
た適正な垂線距離Ｌｔ３とを比較手段３７にて比較す
る。そして、かかる比較結果に基づいて、移動信号出力
手段３８は、前記適正な垂線距離Ｌｔ３の位置に前記作
業台２４が位置するよう、前記ブーム２３に対して移動
信号を出力する。これにより、壁面１４との距離が常に
一定の離間距離Ｌｕ３となるよう制御する（図１０中の
ステップＳ２４）。かかる動作が終了した後、ノズル１
６から所定の洗浄液を壁面１４に吹き付けて洗浄作業を
行う。以上の動作が終了した後、ブーム２３を移動さ
せ、壁面１４から一定の垂線距離Ｌｔ３だけ離間した位
置で作業台２４の軌跡を描きながら、吹き付け作業を継
続すればよい（図１０中のステップＳ２５）。

【００５０】｛変形例｝ （１）上記各実施例では壁面洗浄用の高所作業車を例に
挙げて説明したが、これ以外にも、例えば船舶や航空機
等の壁面塗装用のものや、配管等の亀裂検査用のもの等
に適用してもよい。壁面塗装用の場合の作業手段として
は、上記実施例のノズルに代えて塗料吹き付け用の噴霧
器（スプレー）が用いられ、あるいは亀裂検査用の場合
の作業手段としては上記ノズルに代えて検査用ＣＣＤが
用いられる。

【００５１】（２）上記各実施例では、各センサ３１，
３２，３３として一般的な超音波センサを使用していた
が、これに限るものではなく、例えばレーザを利用した
もの距離センサやＣＣＤを利用した距離センサであって
もよい。

【００５２】（３）上記実施例では、可動腕としてブー
ムを使用した例を示したが、例えば垂直腕と水平腕との
組み合わせを用いたもの等にも適用できる。

【００５３】

【発明の効果】本発明の請求項１によると、適切な垂線
距離を垂線距離記憶手段に予め記憶させ、第１の距離検
出手段および第２の距離検出手段にて夫々の指向方向に
おける対象面との間の距離を検出し、その検出結果から
対象面に対する垂線の方向を近似的に求め、垂線距離記
憶手段に記憶された垂線距離と、垂線方向演算手段で演
算された垂線の方向とから、離間距離演算手段は第３の
距離検出手段の距離検出方向（第３の方向）における対
象面との間の適正な離間距離を演算し、実際に第３の距
離検出手段で検出した距離と離間距離演算手段で演算さ
れた適正な離間距離とを比較手段で比較しつつ、当該適
正な離間距離の位置に作業台が位置させ得るよう構成し
ているので、対象面が曲面で構成されているような場合
でも、対象面に対して一定距離を保ちながら所定の作業
を行うことができる。したがって、曲面での作業の質を
一定にかつ自動的に保つことができ、熟練を要さずに誰
にでも一定水準の作業を行うことができるという効果が
ある。

【００５４】本発明請求項２によると、作業方向調整手
段にて、垂線方向演算手段にて演算された垂線の方向に
作業手段の作業方向を調整するよう構成しているので、
対象面が曲面で構成されているような場合でも、作業手
段の作業方向を曲面に対して常に垂直に設定でき、作業
の質の向上を図り得るという効果がある。

【００５５】本発明請求項３によると、各距離検出手段
の距離検出精度や対象面の曲率等に応じて、第１の距離
検出手段および第２の距離検出手段を回動（俯仰）させ
て固定し、その距離検出方向を調整するよう構成してい
るので、対象面と作業台との距離調整をほぼ正確に行う
ことができるという効果がある。

【００５６】本発明請求項４によると、請求項３のよう
に第１の距離検出手段および第２の距離検出手段を回動
（俯仰）させて固定した場合に、回動位置認識手段にて
両距離検出手段の夫々の回動位置を認識できるよう構成
しているので、垂線方向演算手段および離間距離演算手
段等での演算をほぼ正確に行うことができ、対象面と作
業台との距離調整をほぼ正確に行うことができるという
効果がある。

【００５７】本発明請求項５によると、予め適切な垂線
距離を垂線距離記憶手段に記憶させ、第１の距離検出手
段および第２の距離検出手段にて各指向方向における対
象面との間の距離を検出し、回動量調整手段にて両検出
距離が一致させるよう回動手段の回動量を調整して保持
手段を回動（俯仰）させ、当該両距離検出手段の両指向
方向の二等分線の方向（第３の方向）を指向する第３の
距離検出手段にて距離を検出し、当該第３の方向での検
出距離を予め垂線距離記憶手段に記憶させた適切な垂線
距離に一致するよう移動信号を出力するので、対象面が
曲面で構成されているような場合でも、作業台と曲面と
の距離を常に一定の離間距離に保ちながら所定の作業を
行うことができる。したがって、曲面での作業の質を一
定にかつ自動的に保つことができ、熟練を要さずに誰に
でも一定水準の作業を行うことができるという効果があ
る。

【００５８】本発明請求項６によると、作業手段の作業
方向を第３の距離検出手段の距離検出方向と同方向に設
定しているので、回動手段によって保持手段を作業台に
対して回動（俯仰）させ、第１の距離検出手段での検出
距離と第２の距離検出手段での検出距離とを一致させ
て、第３の距離検出手段の距離検出方向は対象面に対し
て垂直に設定したと同時に、作業手段の作業方向は常に
対象面に対して垂直に設定されることになる。したがっ
て、保持手段の回動（俯仰）後にあらためて作業手段を
回動（俯仰）する必要がなく、処理効率を向上できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の高所作業車の概略を示
す図である。

【図２】本発明の第１の実施例の高所作業車を示す制御
ブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施例の高所作業車における面
作業装置の距離調整装置を示すブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施例における面作業装置の距
離検出原理を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施例における面作業装置の距
離検出手段付近を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施例における固定手段を示す
断面図である。

【図７】本発明の第１の実施例の高所作業車における面
作業装置の動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２の実施例の高所作業車における面
作業装置の距離調整装置を示すブロック図である。

【図９】本発明の第２の実施例の高所作業車における面
作業装置の第３の距離検出手段とノズルとの位置関係を
示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施例の高所作業車における
面作業装置の動作を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の第２の実施例における面作業装置の
距離検出原理を示す図である。

【図１２】従来例の高所作業車における面作業装置を示
す図である。

【図１３】従来例の高所作業車における面作業装置を示
す図である。

【図１４】従来例の高所作業車における面作業装置の距
離検出器の距離検出動作を示す模式図である。

【図１５】従来例の高所作業車における面作業装置の距
離検出器の距離検出動作を示す模式図である。

【図１６】従来例の高所作業車における面作業装置の距
離検出器の距離検出動作を示す模式図である。

【符号の説明】

１６ 作業手段 １７ 入力装置 １８ 演算器 １９ 制御器 ２１ 台車 ２２ ターンテーブル ２３ ブーム（可動腕） ２４ 作業台 ２６ 距離調整装置 ２７ 角度調整手段 ３１ 第１の距離検出手段 ３２ 第２の距離検出手段 ３３ 第３の距離検出手段 ３４ 垂線方向演算手段 ３５ 垂線距離記憶手段 ３６ 離間距離演算手段 ３７ 比較手段 ３８ 移動信号出力手段 ４２ 固定手段 ４３〜４６ 作業台側ネジ孔 ４７，４８ 距離検出手段側ネジ孔 ４９ 固定ネジ ５０ 回動位置認識手段 ５１ 保持手段 ５２ 回動軸 ５３ 回動手段 ５４ 回動量調整手段 ５５ 比較部 ５６ 回動方向指示部 ５７ 回動停止指示部 Ｌ３ 検出距離 Ｌｔ３ 垂線距離 Ｌｕ３ 離間距離

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車に取り付けた可動腕上に作業台を装
   備し、かつ該作業台に所定の作業を行う作業手段が搭載
   される高所作業車において、 第１の方向における対象面との間の距離を検出する第１
   の距離検出手段と、 前記第１の方向から所定の角度差だけずれた第２の方向
   における前記対象面との間の距離を検出する第２の距離
   検出手段と、 前記第１の方向および前記第２の方向の間の第３の方向
   における前記対象面との間の距離を検出する第３の距離
   検出手段と、 前記第１の距離検出手段および前記第２の距離検出手段
   での各検出結果から、前記対象面に対する垂線の方向を
   近似的に求める垂線方向演算手段と、 前記所定の作業を行うに当たって前記垂線の方向におけ
   る前記対象面との間の適切な垂線距離を記憶する垂線距
   離記憶手段と、 該垂線距離記憶手段に記憶された前記垂線距離と、前記
   垂線方向演算手段で演算された前記垂線の方向とから、
   前記第３の方向における前記対象面との間の適正な離間
   距離を演算する離間距離演算手段と、 該離間距離演算手段で演算された前記適正な離間距離と
   前記第３の距離検出手段で検出した距離とを比較する比
   較手段と、 該比較手段での比較結果に基づいて前記適正な離間距離
   の位置に前記作業台が位置するよう前記ブームに対して
   移動信号を出力する移動信号出力手段とを備える高所作
   業車における面作業装置。
2. 【請求項２】 前記作業手段は前記作業台に回動自在に
   支持され、 前記垂線方向演算手段にて演算された前記垂線の方向に
   前記作業手段の作業方向を調整する作業方向調整手段を
   さらに備える、請求項１記載の高所作業車における面作
   業装置。
3. 【請求項３】 前記第１の距離検出手段および前記第２
   の距離検出手段は前記作業台の所定の位置に回動自在に
   支持され、 前記第１の距離検出手段および前記第２の距離検出手段
   を前記作業台の所定の回動位置に位置決め固定する固定
   手段をさらに備える、請求項１記載の高所作業車におけ
   る面作業装置。
4. 【請求項４】 前記固定手段にて位置決め固定した際に
   前記第１の距離検出手段および前記第２の距離検出手段
   の夫々の回動位置を認識する回動位置認識手段をさらに
   備える、請求項３記載の高所作業車における面作業装
   置。
5. 【請求項５】 台車に取り付けた可動腕上に作業台を装
   備し、かつ該作業台に所定の作業を行う作業手段が搭載
   される高所作業車において、 第１の方向における対象面との間の距離を検出する第１
   の距離検出手段と、 前記第１の方向から所定の角度差だけずれた第２の方向
   における前記対象面との間の距離を検出する第２の距離
   検出手段と、 前記第１の方向および前記第２の方向の二等分線方向に
   おける前記対象面との間の距離を検出する第３の距離検
   出手段と、 前記第１の距離検出手段、前記第２の距離検出手段およ
   び前記第３の距離検出手段を保持する保持手段と、 該保持手段を前記作業台に対して回動軸を中心に回動さ
   せる回動手段と、 前記保持手段を回動させることで前記第１の距離検出手
   段での検出距離と前記第２の距離検出手段での検出距離
   とを一致させるよう前記回動手段の回動量を調整する回
   動量調整手段と、 前記所定の作業を行うに当たって前記垂線の方向におけ
   る前記対象面との間の適切な垂線距離を記憶する垂線距
   離記憶手段と、 前記回動量調整手段で調整された回動位置において前記
   第３の距離検出手段で検出された検出距離と、前記垂線
   距離記憶手段にて記憶された前記適正な離間距離とを比
   較する比較手段と、 該比較手段での比較結果に基づいて前記適正な離間距離
   の位置に前記作業台が位置するよう前記ブームに対して
   移動信号を出力する移動信号出力手段とを備える高所作
   業車における面作業装置。
6. 【請求項６】 前記作業手段の作業方向は前記第３の距
   離検出手段の距離検出方向と同方向に設定される、請求
   項５記載の高所作業車における面作業装置。