JPS6327400A - 高所作業車のブ−ム制御装置 - Google Patents

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〕 （産業上の利用分野） 本発明は高所作業車に係り、特に高所の目標物に対して
作業バスケットを容易迅速に接近できるようにした高所
作業車のブーム制御装置に関する。

（従来の技術） 例えば高い電柱の上に電線を配線したりする場合に、高
所作業車が使用される。この高所作業車は、通常油圧シ
リンダ装置によって俯仰操作および伸縮操作されるブー
ムの頂部に作業バスケットが設けられ、この作業バスケ
ット内に作業者が入って種々の作業ができるようになっ
ている。

第１０図は従来の高所作業車と作業の態様を示したもの
であり、図中符号１は作業の対象となる電柱を示してい
る。この電柱１に接近して高所作業車２が配備されてい
る。作業車２は基台３に対して俯仰自在に枢支された伸
縮自在のブーム４を有し、その先端には作業バスケット
６が取付けられている。そして、ブーム４は駆動装置７
によって俯仰駆動される一方、ブーム駆動装置８によっ
て伸縮層〃Ｊされる。このように構成された作業！ＩＩ
２において、最下位置にある作業バスケット６を電柱１
の高所位置へ接近さけるには、従来バスケントの垂直移
動はできず、ブーム駆動装置７どブーム駆動装置８とを
交互に作動させ、作業バスケット６をＳ→■→■→■の
順に段階的に移動さけなければならｔνい。

そのために、目的の場所へ作業バスケット６が到達する
のに時間がかかる他、作業バスケットの昇降あるいは進
退操作に熟練を要し、わずかの操作ミスに゛よって電柱
１に衝突する等の危険をＨ（来するおそれがあった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の高所作業車のブーム制＠装置にあって
は、作業バスケットを垂直または水平に直線状に移動す
ることができない１＝め高所作業車の操作性が良好でな
く危険を沼来しやすいといろう問題点があった。

本発明はこのような問題を解決するためにべされたもの
で、高所目標物に迅速かつ安全に接近することのできる
高所作業車のブーム制御装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明においてはブームに設けられた角１度検出手段お
よびブーム長検出手段と、これにより検出−された角度
をもとに移Ｖｊ前のブーム枢支点からブーム先端部まで
の水平方向または鉛直方向ｍＱ距離を計算して記憶する
と共に移動後の水平方向または鉛直り面距離を４算する
演算手段と、この演算手段の出力および基準距離の偏差
が０になるようにブーム先端部を水平あるいは鉛直方向
に直線状に移動ざ往るべくブームを駆動するリーボ＋段
を尚えている。

（作　用） 本発明によればブーム先端部の水平方向または鉛直方向
移動時にブームの角度および長さから基準となる水平方
向距離あるいは鉛直方向距離を求め、これを基準として
変化した分をリーボ系によって補正するようにしている
。

ここで第６図および第７図を参照して本発明の作用を詳
細に説明する。

第６図は作業バスケラ１へを鉛直方向に動かす場合であ
って、鉛直方向移動を開始づる時点Ｑ長さ１のブーム４
が基準面となる水平面に対し角度Ｂをなしているものと
する。

このときブームの先端とブームの基台取イ」部との基準
水平距離ρ□は次の弐で表わされる。

９ＩＩｌ＝１ｆＪｃｏｓＢ１・・・・・・・・・・・・
・・・・−・・・・・・・・・・・・・（１）次にブー
ムを俯仰操作してブーム角度が変化したときの距離１　
′は Ｄ　　′−１ｆｒ　　ｃｏｓｔ’　　ｌ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）で表わされ
、ブームを伸縮操作してブーム長が変化したときの距ｌ
１ｌｌｉ層″は、同様に■ １□″−１ｐ′ｃｏｓＢ１・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（３，）で表わされる。

したがって、９　′、ρ　″が４ｍ １１Ｉｌに一致づ゛るようにケーボ制御（定（山制御）
をすればよい。

また、作業バスケットを水平方向に移動させるためには
第７図に示ずように鉛直方向距離である高さｈを制御づ
るようにりればよい。すなわら移動開始時点では り、＝１９５ｉｎ１３　Ｉ・・・・・・・・・・・・・
−・・・・・・・・・・・・・・・・（４）であり、ブ
ームを俯仰操作したどぎの高すｈＩ１１′は ｈ　　　’　　＝ｌ　　ｆＪ　　５ｉｎｅ’　　　ｌ　
　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（５）となり、ブームを伸縮操作したときの高さｈｍ″
は ｈ　　″　＝　１１　’５ｉｎ３　１　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）となるので
ｈ’、ｈ　　“とｈｌＩｌの偏差がＯになｆｆｉ　　　
　　　　　ｌ るようにサーボ制御（定値制御）をすればよい。

このようなサーボ制御とじでは例えばブームを俯仰操作
して１　く９　′になったときはブームｆｌｌ を縮める信号を出力し、ρ　＞Ｍ　　’　となったとＩ
ｌｌ きはブームを伸ばす信号を出力するようにする。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

第４図および第５図は本発明における高所作業車の描成
および動作を示すもので、高所作業車２自体は第１０図
により説明した従来のものと同様であるので同一符号を
付してその説明を省略する。

従来例と異なる点は、ブーム４にその仰角（水平線とな
す角）を検出するブーム角度Ｈｔ　Ｂ　Ａおよびブーム
の長さを検出するブーム長さ５ｔ　Ｂ　Ｌがそれぞれ設
けられたことである。

また、第４図においては作業バスケラ１−〇は電柱１に
平行な鉛直方向に移動し、第５図においては電柱１に垂
直な水平方向に移動づるものとする。

第２図はブーム４を伸縮さけるシリンダ８およびブーム
°４を俯仰さＵるシリンダ７の駆動制御システムを概略
的に示したものである。

操作レバー２４、操作レバー２５°はそれぞれシーム４
を伸縮し、俯仰させるために操作されるもので、伸縮が
指示されているとき、俯仰が指示されているとき、いず
れも指示されていないときで、その出力信号２４ｉ、２
５ｉの内容が異なる。ブーム角度計ＢＡは、ブーム角を
示す信号ＢＡｉを発生し、ブーム長さ計ＢＬは下ブーム
長さを示す信号Ｂ、を発生する。また、スイッチ３０は
バスケト制御モード切換スイッチであり、例えば投入さ
れていないときは手動モード、投入されたときは垂直（
または水平）移動モードをそれぞれ表わすψノ換信号３
０ｉを発生りる。さらに、垂Ｉｉ／水平切換スイッチ３
１が設けられており、垂直側あるいは水平側を選択する
ことにより垂直制御信号あるいは水平制御信号３１ｉが
発生する。

制御Ｉ装置ＣＡは、信号２４ｉ、２５ｉ、３０ｉ。

３１ｉ、［３、Ｂ　　を受りτ、これらに基づいてＡｉ
　　　Ｌｉ ブーム伸び信号２６１、ブーム縮み信号２７１１ブーム
起し信号２８１、ブーム伏し１３号２９ｉのいずれかを
発生する。これらの信＠２６１〜２９１は電磁比例弁２
６．２８に与えられで°電磁弁の動作位置を変える。シ
リンダ８は油圧ボン／２７からの油圧を電磁弁２６．２
８を介して受けで動作し、ブームを駆動する。

第３図は制御装置の詳細を示づものである。

アナログマルヂブレク＋ｊ　Ｍ　Ｐ　Ｘは、信号ＢＡｉ
。

ＢＩＨ，２４ｉ　、　２５　ｉを受け、後述の切換え信
号ＭＰＸＳに基づいて、これらのいずれかを選択し工出
力する。

Ａ／Ｄ　＜アナログ／ディジタル）変換器△ＤＣはマル
チブレクリＭＰＸの出力をディジクル信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣの出力並びに信号３０ｉおよび３１
ｉは入力ボートＩＰを介してマイクロコンピュータＯＰ
に供給される。このマイクロコンピュータＤＰは中央処
理装置ｃｐｕ、ブ［」グラムメモリＲＯＭ、データメモ
リＲＡＭから成っており、その動作については後述する
。デーク処即装置ＤＰで発生される信号は出力ボートＯ
Ｐを介し、それぞれＤ／Ａ　（ディジタル／アノログ）
！８：換器ＤＡ１．ＤＡ２．ＤＡ３．ＤＡ４を経てアナ
ログスイッチＡＳＷ１．ＡＳＷ２．ＡＳＷ３．△ＳＷ４
に与えられる。ここでアナログスイッチＡ　Ｓ　Ｗｌお
よびＡＳＷ３は常閉接点１回路、アナログスイッチＡＳ
Ｗ２および△ＳＷ４は１側が常閉接点、２側が常閉接点
の２回路を右している。ブーム俯仰制御用のアナログス
イッチＡＳＷＩおよび八ＳＷ２の１側出力１．Ｌ　Ｉサ
ーボ増幅器＄１に入力され、その出力Ｊ３よびアナログ
スイッチへＳＷ２の２側出力は電磁比例弁増幅器へ１に
入力され、ここからブーム起し信号２８１またはブーム
伏し信号２９１が出力される。同様にブーム伸縮制ね０
川のアナログスイッチ△Ｓ　Ｗ　３　Ｊ５よびΔＳＷ４
の１側出力はサーボ増幅器Ｓ２に入力され、その出力Ｊ
３よびアナログスイッチΔＳＷ４の２側出力は′ｆｉ６
１比例弁増幅器Δ２に入力され、ここからブーム伸び信
号２６ｉまたはブーム縮み信号２７ｉが出力される。

以上のアナログスイッチの１側と２側の切換えはそれぞ
れ出力ボートから供給される切換信号ＡＳＷ１　ｉおよ
び△ＳＷ２　ｉにより行なわれ、これらによってアナロ
グスイッチの１側が選択されたときにサーボ系が６１成
されることになる。

また、出力ボートＯＰより出力されるマルチブレラ１ノ
信号ＭＰＸＳＬよアナログマルチプレクサＭＰＸに入力
され、入力信号の選択を行なうことになる。

第１図（よ上述したサーボ系の構成を示すブロック図で
ある。

同図にＪ３いて１半分はブームの明細操作に対する伸縮
サーボ系、下半分はブームの伸ｈａ１！作にス・ｊする
俯仰サーボ系であり、符号や添字が異なる他は全く同じ
構成を右しているため、俯仰操作についてのみ説明する
。

ブーム４の水平面となす各８．はブーム角度計Ｂへによ
って検出され、Ｂ＾１ｃ５号としてマイクロプロＵツ＋
ｊＤＰおよび入出力ボート＋１）、ＯＰよりなる制■部
に入力され、前述した（１）式にＢｔづいて基１距１１
１ｆＪ、が計偉され、これを電圧値に変換した信号ｇ　
としＣ１またシームを粥旧■＋５Ｖ したときの変化した距離は同様に（３〉式に基づいて３
１０され、躍圧値信号ｇ　′　としてサーボ贈Ｖ 幅器Ｓ２に入力され、減尊が行なわれる。このり−−ボ
増幅１５Ｓ２の出力は電磁比例弁増幅器△２に入力され
、ブーム伸び信号２６１、ブーム縮み信号２７ｉのいず
れかがブーム伸縮シリンダ８に供給されてブーム４が駆
動される。

以上の構成および作用はブームの俯仰操作によってブー
ム伸縮シリンダを駆動する場合を表わす第１図の下側で
も同じであり、また作業バスケラ１〜を水平方向に移動
させる場合には’　ＩＩＶをｈ□、１　′をｈ’　、ｎ
　　″をｈ　″と読みかえればｍＶ　　　　　　　ＩＩ
Ｖ　　　　　　　　ｍＶ　　　　　　　ＩＩＩＶよい。

次に第３図における中央処即装ｆｆ１ｃｌ’Ｕの詳細な
動作を第８図Ｊ３Ｊ：び第９図を参照しｒ：説明り−る
。

第８図は作業バスケットを鉛直／）向に移動さぜる場合
の制御動作を示したフローチャー１−ｒ：あって、プロ
グラムを１ｉｌｌ　１ｌｒｉ　（ステップ１００）する
と、リセット動作どしてフラグを゛１パにツる（ステッ
プ１０１　）　、ここで垂直／水平切換スイッチ３１を
垂直側にして垂直制御信６を入力すると（ステップ１０
２＞、制御モード切換スイッチ３０の状’ＲカｒＪＩＫ
ｔしくステン−１１０４）　、　ＯＮならばステップ１
１８へ、ＯＦＦならばステップ１０６へ進む。このＯＦ
Ｆの場合は手動セードであり、アナログスイッチ△ＳＷ
１〜ＡＳＷ４の２側が選択されることにＪ：すＤ／八へ
＆夙器Ｄり１〜ＤＡ４の出力は１ナーボＩ（ｉ幅器Ｓｌ
、３２に入力されずＤ△１の出力が電磁比例弁増幅器Ａ
１に、ＤＡ２の出力が△２にそれぞれ入力されるのみで
あるため、ブーム俯仰操作信号の入力（ステップ１０８
）により俯仰シリンダ作動信号が出力され（ステップ１
１２）、ブーム伸ａｉｌ　ｌｉ作信号の入力（ステップ
１１ｏ）により伸縮シリンダ作動信舅が出ノ〕され（ス
テップ１１４）で、ブームは仲１１ｉｉ、俯仰される。

この一連の動作終了後フラグはパ１′″にレットされ、
ステップ１０２の直前に戻る。

次に制御モード切換スイッチ３０がＯＮとｆ７っていた
ときはアナログスイッチＡＳＷ１〜△ＳＷ４の１側が選
択される（ステップ１１８）ので、Ｄ／Ａ変換器ＯＡ１
〜ＤＡ４の出力はサーボ１１・１幅１ａ３１ａよびＳ２
に尋かれ、前述したり−ボ系が形成されることになる。

まず、基準良さの設定がすでに終りでいるか否かを調べ
るためにフラグを調べる（ステップ１２ｏ）。このとき
フラグが°゛０°″ひあればステップ１３２にとぶが、
フラグが゛１パであるどきにはブームの角度を入力しく
ステップ１２２）、次いでブームの良さを入力しくステ
ップ１２４）、これらの角度を用いてρ、＝１９　ｃｏ
ｓＢＩを演算して（ステップ１２６＞　、メモリ（ＲＡ
Ｍ）に記憶しくステップ１２８）、フラグを０″にセッ
トする（ステップ１３０）。

次にブーム俯仰操作信号を入力する（ステップ１３２）
。このときブームが俯仰操作中であるならばＣのサブル
ーチンに進み、操作中でないならば次のステップ１３６
に進む（ステップ１３４）。

ステップ１３６ではブーム伸縮操作信号を人力し、操作
中であればＤのサブルーチンに進み、操作中でないなら
ばステップ１０２の前にもどる（ステップ１３８）。

サブルーチンＣにおいては現時点におけるブーム角度お
よびブーム長さをそれぞれ人力しくステップ１４０．１
４２）、Ｊ　　’　　＝ｌｊ　　ｃｏｓＢ’　　ｌ講 の値を演算しくステップ１４４）、すでに計算ずみの基
準距離ρ、の°値を電圧信号１１ＩＩＶに変換すると共
にρ　′の値を電圧信＋！　Ｎ　　ｒ　に変換しくスＩ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＭＶテップ
１４６．１４８）、これらを出力する（ステップ１５０
，１５２）。前述したように、これらの信号の差により
ブームの伸縮がサーボ１）す御されることになる。

サブルーチンＤはブームの伸縮をサーボ制御する場合で
あり、リーブルーチンＣの場合と同様にまずブーム角度
、ブーム角度をそれぞれ入力しくステップ１５４．１５
６）　、水平距離ρ″−１Ｊ　　ｃｏｓＢ’　　ｌを演
算しくステップ１５８）、ρ　、１　″の値をそれぞれ
電圧信号’　ＩｎＶ’ｆｆ１ １　″に変換しくステップ１６０，１６２）、こＩｌｖ れらを出力する（ステップ１６４．１６６）ようにして
いる。

次に、ブーム先端部を水平に移動さける場合を第９図の
フローチャートを参照して説明する。なお第９図は第８
図とほぼ同じであるのでステップ番号を１００だけ増加
させた数としてあり、第８図と異なる箇所についてのみ
説明する。

ステップ２０２において垂直／水平切換スイッチ３１を
水平側にして水平制御信号が入力されると、制御モード
切換スイッチ３０の状態が￥＋１　ＷＩされ（ステップ
２０４＞　、そのＯＮ、ＯＦＦの状態に応じてステップ
２１８またはステップ２０６に進む。手動モードである
ステップ２０６〜２１６は第８図のステップ１０６〜１
１６と全く同じである。ステップ２１８においてアナロ
グスイッチ１側が選択されて１ナーボ制御モードとなっ
た模、水平移動のために基準と仕る鉛直方向路１ｔ！Ｉ
ｉ（高さ）ｈＩｌｌ＝１ｇ　５ｉｎＢ１を演算してメモ
リに記憶するようにする（ステップ２２６．２２８）。

ブーム俯仰操作中であるＣのサブルーチンにおいてはブ
ームの操作により変化した高さｈ′はｈ’　−ｌｊ　　
５ｉｎＢ’　　１として表わされ（ステップ２４４）、
ｈ　　およびｈ　′は電圧信号ｈｍＶ’ｍ ｈ　′に変換され（ステップ２４６，２４８）、ｖ 出力される（ステップ２５０．２５２）。これらの電圧
信号ｈ　およびｈ　′によりブームの伸縮ｍＶ　　　　
　　　　　　Ｖ サーボ制御される。

同様にブーム伸縮操作中であるＤのサブルーチンにおい
てブームの伸縮操作により変化した高さはｈ　−１１’
５ｉｎＢ　ｌとして表わされ（ステ霞 ツブ２５８）、ｈ　　およびｈ　　１１は電圧信号ｈ　
。

ｍ　　　　　　　　　　　ｍ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｍｖｈ　′に変換され（ステップ２６０，
２６２＞、Ｖ 出力される（ステップ２６４．２６６）。これらの電圧
信号によりブームの俯仰サーボ制御がされる。

以上の実施例においては鉛直方向移動あるいは水平方向
移ωｊのいずれかと手Ｕノモードとの間で選択するよう
にしているが、第２図の制御モード切換スイッチ３０を
変形させることにより制御モードの中で水平方向移動と
鉛直方向移動を任意に選択するようにできる。

また、実施例におけるブームの角度は水平面からの角度
であったが、基準面として鉛ｊＩ′１面を選択すること
もでき、その場合水平移動距離はｓｉｎで、鉛直移動距
離はＣＯＳで表わされることになる。

さらに、角度泪としてはポテンショメータ、位相差磁気
レンサ等公知の手段を使用づ−ることができる。

また、サーボ増幅器の比較部の機能をソフトウエア処理
により行うこともでき、この場合には部品点数を減少さ
せてｌ１ｌＩｉＦ？１の低下と信頼性の向上を図ること
ができる。

さらに、全体をアナログ系でｄ４成することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、ブームの角度および長
さを用いてブーム先端までの）！　＊　ｆｆｉ離を求め
ておき、ブームが伸縮または俯仰作動したことにより変
化した距離との偏差がＯとなるようにサーボ制御を行な
っているため、作業バスケットの水平または鉛直状の迅
速な直線移動が可能となり、危険が除去される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における丈−ボ系を示すブロック図、第
２図はブームを作動させる制御系を示す概略構成図、第
３図は制ｔｌｌ′ｇ！４置の詳細を示ずブロック図、第
４図は作業バスケットを鉛直方向に移動させる高所作業
車を示す概略構成図、第５図は作業バスケットを水平方
向に移動させる高所作業車を示す概略構成図、第６図Ｊ
３よび第７図は本発明における制御の原理を示す説明図
、第８図は鉛直方向移動時の制御動作を示すフローヂャ
ート、第９図は水平方向移動時の制御動作を示すフロー
チャート、第１０図は従来の高所作業車のブーム動作を
示す図である。 ２・・・作業車、３・・・基台、４・・・ブーム、６・
・・バスケット、７・・・ブーム俯仰シリンダ、８・・
・ブーム伸縮シリンダ、８１．３２・・・サーボ増幅器
、ＡＳＷ１〜４・・・アナログスイッチ、ＩＰ・・・入
力ボート、ＤＰ・・・マイクロブロセッナ、ｏＰ・・・
出力ボート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、旋回台に俯仰自在に枢支された伸縮自在ブームを有
   する伸縮型高所作業車におけるブームの駆動を制御する
   ブーム制御装置において、前記ブームを俯仰駆動するた
   めに操作されるブーム操作手段と、 前記ブームを伸縮駆動するために操作されるブーム操作
   手段と、 前記ブームの基準面となる水平面または鉛直面に対する
   角度を検出するブーム角度検出手段と、前記ブームの長
   さを検出するブーム長検出手段と、 前記ブームの先端部の水平方向移動あるいは鉛直方向移
   動が指定された時点で、鉛直方向移動あるいは水平方向
   移動のときに前記ブームの枢支点から前記ブーム先端部
   までの水平方向基準距離あるいは鉛直方向基準距離を前
   記ブーム角度検出手段および前記ブーム長検出手段の出
   力をもとに求めて記憶すると共に、前記ブームの俯仰操
   作あるいはブームの伸縮操作中に前記ブーム先端の変化
   した水平方向距離あるいは鉛直方向距離を前記ブーム角
   度および前記ブーム長をもとに求める演算手段と、 この演算手段から出力された水平方向あるいは鉛直方向
   の前記基準距離および前記変化した距離に対応する信号
   に基づいて前記ブーム先端部が水平方向あるいは鉛直方
   向に直線状に移動するように前記ブームを俯仰駆動およ
   び伸縮駆動するサーボ手段とを備えた高所作業車のブー
   ム制御装置。 ２、ブーム先端部の水平移動方向と垂直移動方向との切
   換えが移動方向切換器により行われるものである特許請
   求の範囲第１項記載の高所作業車のブーム制御装置。