JPS6366100A - 高所作業車におけるブ−ムの昇降制御方法 - 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おけるブームの昇降制御方法に関
するものである。

（従来の技術） 塗装あるいは溶接等を施す作業面に沿ってブーム先端の
作業者搭乗用ゴンドラを昇降させる高所作業車では、ブ
ームの昇降制御が作業効率向上の上で重要であり、この
昇降制御方法としてはマイクロコンピュータを用いた昇
降経路算出方法がある。マイクロコンピュータにはブー
ム傾角、ブーム延出長さ及び車体の対地傾斜角の各デー
タが入力され、マイクロコンピュータはこれら入力デー
タに基づいて昇降経路を算出し、この算出昇降経路に応
じてブーム伸縮用電磁バルブ及びブーム傾動用電磁パル
プの作動を制御し、ブームが前記算出昇降経路に沿って
自動昇降する。従って、この自動昇降の間はゴンドラ上
の作業者はブーム操作から解放されて作業に専念するこ
とができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記作業面形状によっては前記算出され
た昇降経路を途中で変更する必要が生じる場合があり、
この経路変更はゴンドラ上の作業者の手動操作により行
われる。すなわち、自動昇降制御停止、ブーム伸縮用及
びブーム傾ｍＪ用の両操作レバーの手動操作という過程
が入り込み、この手動慎作により別の昇降経路までブー
ムを移行した後、自動昇降制御を再開することになるが
、前記両操作レバーの手動操作の介在は作業者の作業能
率を低下させることになる。

特開昭５８−２０２２９９号公報には、作業面とゴンド
ラとの間隔検出データ、ゴンドラ高さ位置検出データ及
び作業面の１頃斜角検出データに基づいてブームの昇降
経路を算出してブームを昇降させる自動昇降制御方法が
開示されているが、作業面の傾斜角を検出する手段の機
溝複ＰｆＬ化及び傾斜角検出精度において難点がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで本発明では、所定の昇降経路に沿ってブームを昇
降制御する制御手段に昇降経路変更指示手段からの経路
変更信号を入力し、前記制御手段において同入力信号に
応じて前記昇降経路を平行移シｊした昇降経路を算出あ
るいは選出するとともに、両昇降経路を繋ぐ変換経路を
算出あるいは選出し、この算出あるいは選出された変換
経路及び変更された昇降経路に沿って前記ブームを移動
するようにした。

（作用） すなわち、所定の昇降経路に沿ってブームが自動昇降し
ている途中に作業者が前記昇降経路変更指示手段を操作
すると、経路変更信号が前記制御手段に入力される。こ
の入力された経路変更信号に応じて前記制御手段が前記
所定の昇降経路を平行移動した別の昇降経路を算出ある
いは選出するとともに、両昇降経路を繋ぐ変換経路を算
出あるいは選出する。そして、前記制御手段がこれら算
出あるいは選出された変換経路及び変更昇降経路に沿っ
てブームの移動を制御し、ブームが変更された昇降経路
を自動昇降する。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１，２図に示すように車体１上の旋回台２上には一対
の支持フレーム３．４が立設されており、両フレーム３
，４間には軸５が架設支持されている。軸５には角パイ
プ状の外ブーム６が回動可能に支持されており、図示し
ない油圧シリンダにより傾動可能である。外ブーム６内
には内ブーム７がスライド可能に挿入されており、図示
しない油圧シリンダにより外ブーム６先端から延出可能
である。内ブーム７の先端にはゴンドラ８が軸９により
連結されており、適宜のバランス機構により所定姿勢に
常時規制保持されるようになっている。

第２図に示すように軸５の一端の延長上には回転式ポテ
ンショメーク１０が固設支持されているとともに、軸５
の一端には位置規制軸１１が回動可能に嵌入されており
、ポテンショメータ軸１０ａと位置規制軸１１とがカッ
プリング１２により接続されている。又、位置規制軸１
１には外ブーム６に止着されたピン１３が嵌入連結され
ており、ビン１３は支持フレーム３に形成した円弧溝３
ａ内を移動可能である。従って、ポテンショメーク１０
は外ブーム６の傾角に応じた信号値を比例出力する。

外ブーム６の、基端側の内倶１面には回転式ポテンショ
メータ１４が取付けられており、ポテンショメータ軸１
４ａにはドラム１５が止着されている。

ドラム１５上のワイヤ１６は内ブーム７の基端に連結さ
れており、ボテンヨメーク軸１４ａは図示しないねじり
ばねによりワイヤ巻取り方向に回動付勢されている。従
って、ポテンショメータ１４は内ブーム７の延出長さに
応じた信号値を比例出力する。又、車体１には図示しな
い対地傾斜角検出器が設置されている。

ゴンドラ８にはブーム昇ｌ！！操作盤１７が設置されて
おり、操作盤１７には内ブーム７先端の移動速度を設定
するための操作つまみ１８、ブーム起動用スイッチ１９
、ブーム駆動停止用スイッチ２０及び昇降経路変更用操
作レバー２１が取付けられている。操作レバー２１は第
２図に実線で示す位置を基準として前後に傾動可能であ
り、同レバー２１の傾動方向及び傾動量に応じた信号値
を比例出力するポテンショメータ（図示略）が接続され
ている。なお、制御盤１７上にはブーム伸縮及び（頃勤
慄作用の一対の手動レバー（図示略）も取付けられてい
る。ブーム起動用スイッチ１９及びブーム駆動停止用ス
イッチ２０のＯＮ信号は第３図に示すマイクロコンピュ
ータＣに入力され、マイクロコンピュータＣはこれら入
力信号に応答してブーム伸縮用電磁バルブの駆動部及び
ブーム傾モ！Ｊ用電磁バルブの駆動部に指令を送る。

マイクロコンピュータＣは、入出力インターフェースと
、中央演算処理部と、ブーム目標位置算出用の演算式を
記憶するメモリとからなり、マイクロコンピュータＣに
は前記ポテンショメータ１０．１４及び対地傾斜角検出
器からＡ／Ｄ変換器２２．２３．２４を介して入力され
る検出信号をサンプリングし、このサンプリングデータ
及び前記−６ｒ５算式に基づいてブームの昇降経路Ｌ１
を算出する。前記演算式にはブーム先端の昇降速度変数
が含まれており、昇降速度入力設定用操作つまみ１８の
操作により出力される信号がＡ／Ｄ変換器２５を介して
マイクロコンピュータＣに入力され、前記演算式の昇降
速度変数が決定される。又、昇降経路変更用操作レバー
２１の操作により経路変更用ポテンショメータから出力
される信号がＡ　、／Ｄ変換器２５を介してマイクロコ
ンピュータＣに入力され、この入力信号に応じて変更昇
降経路Ｌ２を算出するとともに、両昇降経路ＬＬ、Ｌ２
を繋ぐ変換経路Ｌ°を算出する。

さて、ブームの昇降は第４図に示すフローチャートに従
って制御されるようになっており、この制御過程を以下
に説明する。

ゴンドラ８が第１図に示す作業面Ｓに近接して最下位の
鎖線位置にあり、ブーム起動用スイッチ２０がＯＮされ
ると、マイクロコンピュータＣは前記演算式に基づいて
昇降経路Ｌ１を算出し、ブーム伸縮用及び（引動用の電
磁パルプの作動を制御する。前記演算式としては垂直な
作業面Ｓに対応する以下の式が採用されている。

θ　（ｎ＋１） ＝ｔａｎ　（Ｃｐ　　（ｎ）　　・ｓｉｎθ　（ｎ）＋
ｙ−Δｔ）／ｆｆ　　（ｎ）−ＣＯ９θ　（ｎ））β　
（ｎτ１） ＝Ｒ（ｎ）　　・ｃｏｓθ　（ｎ） ／　ｃ　ｏ　ｓ　θ　（ｎ＋１） 両式中のθは第１図の基準水平線ｅからのブーム頭角を
表し、この実施例では対地傾斜角がＯと想定している。

βは軸５から軸９までの距離、すなわちブームの長さを
表し、■はブーム先端の設定されたブーム先端速度を表
す。ｎはポテンショメータ１０．１４及び対地傾斜角検
出器からの入力信号のサンプリング時点を表し、ΔＬは
サンプリングの時間間隔を表す。マイクロコンピュータ
Ｃはブーム起動用スイッチ１９のＯＮ時のサンプリング
データθ　（１）、Ｔ　（１）に基づいて昇降経路Ｌ１
を算出する。昇降経路Ｌ１は次のように表される。

θ　（ｎ） ＝ｔａｎ　　（（ｉ、（１）　　・ｓｉｎθ　（１）＋
Ｖ・（ｎ−１）　　Δｔ）／ｌ　（１）　　・ｃｏｓθ
　（１））７！（ｎ） ＝１　　＜１）　　・ｃｏｓθ　（１）／　ｃ　ｏ　ｓ
θ　（ｎ） さらに、マイクロコンピュータＣはサンプリングデータ
θ（ｎ）、＃　（ｎ）に基づいて次のサンプリング時点
のブーム到達目標値３θ　（ｎ＋１）。

１　（ｎ＋１）を算出する。例えば第１図の鎖線で示す
ブーム先端位置Ｔ（１）を表すサンプリングデータθ（
１）、ｌ　（１）によりブーム先端位置Ｔ（１）直上の
ブーム先端目標位置Ｔ（２）が算出され、この算出結果
に基づいてブーム伸縮用及び傾動用の両電磁バルブの作
動が制御される。このような制御演算の繰り返しにより
ブーム先端が昇降経路Ｌ１に沿って昇降する。

ブーム先端が昇降経路変更を必要とする第１図の位置Ｔ
　（ｋ）に到達すると、作業者が操作レバー２１を手前
に適宜量伸動する。この操作によりマイクロコンピュー
タＣは操作レバー２１の操作量に応じたブーム傾動量、
すなわち変換経路Ｌ゛を算出するとともに、変換経路Ｌ
°に続く変更昇降経路Ｌ２を算出し、両ポテンショメー
タ１０゜１４及び対地（ψ斜角検出器からの入力信号の
サンプリングに基づいて制ｉａ？’Ａ算を行なう。ここ
で使われる演算式は次のようである。

θ　（ｒ）＋１）＝θ　（ｎ）＋ｖ　　・Δｔ／Ｉ！、
　（ｎ）！！　　＜ｎ＋１）　　＝；！　　（ｎ）マイ
クロコンピュータＣは操作レバー２１の操作時のサンプ
リングデータθ　（ｋ）、１　　（ｋ）に基づいて変換
経路Ｌ′を算出する。変換経路Ｌ′は次のように表され
る。

θ　（ｎ）−θ　（ｋ） ＋Ｖ・　（ｎ−ｋ）　　・Δｔ／ρ　（ｋ）（！　　（
ｎ）＝β　（ｋ） 又、マイクロコンピュータＣは操作レバ−２１０１桑作
時のサンプリングデータθ　（ｋ）　、　　ｌ　　（ｋ
）及び操作量に基づいて変更昇降経路Ｌ２を算出する。

変更昇降経路Ｌ２は次のように表される。

θ（ｎ） ＝ｔａｎ　（ＩＪ　（ｍ）　　・ｓｉｎθ（ｍ）＋ｖ・
（ｎ−ｍ）Δｔ）／７！　（ｍ）　　・ｃｏｓθ（ｍ）
）１　（ｎ） ＝１！　（ｍ）　　・ｃｏｓθ（ｍ） ／　ｃ　ｏ　ｓθ　（ｎ） これによりブーム先端が昇降経路り上の位置Ｔ（ｋ）か
ら変換経路Ｌ°に沿って変更昇降経路Ｌ２上の変更目標
位置Ｔ　（ｍ）へ移行する。

ブーム先端が変更昇降経路Ｌ２上へ移ると、マイクロコ
ンピュータＣは前記と同様の次の演算式によりブーム先
端の目標位置を算出する。

θ　（ｎ＋１） ＝ｔａｎ　（（ｊ！　（ｎ）−ｓｉｎθ　（ｎ）＋ｖ−
Δｔ）／（１（ｎ）　　・ｃｏｓθ　（ｎ））（１（ｎ
＋１） ＝２　（ｎ）　　・ｃｏｓθ　（ｎ） ／　ｃ　ｏ　ｓθ（ｎ＋１） この算出結果に基づいてブーム伸縮用及び傾動用の両電
磁バルブの作動が制御され、ブーム先端が変更昇降経路
Ｌ２に沿って昇降する。そして、ブーム先端が可動限界
に到達するとブームの昇降が自動停止し、ブーム先端が
所定位置へ到達した場合にはブーム停止用スイッチ２０
のＯＮ操作によりブームの昇降が停止する。

作業面が前記の場合とは逆に途中から遠ざかる場合には
、操作レバー２１を前側へ適宜量傾動する。この操作に
よりマイクロコンピュータＣは操作レバー２１の操作量
に応じたブーム延出量、すなわち変換経路を算出すると
ともに、同変換経路に続く変更昇降経路を算出し、両ポ
テンショメータ１０．１４及び対地（＋ＩＱ　斜角検出
器からの入力信号のサンプリングに基づいて制御演算を
行なう。

こ、−で使われる演算式は次のようである。

θ　（ｎ＋１）＝θ　（ｎ） Ｑ　　（ｎ＋１）＝４２　　（ｎ）＋ｖ・Δｔこのよう
なブームの昇降制御方法によれば、ブームの自動昇降中
にはゴンドラ８上の作業者はブーム制御操作から解放さ
れ、作業に専念することができる。しかも、昇降経路の
変更の必要が生じた場合には、作業者が操作レバー２１
の前後傾動という簡単な操作を行なうだけで昇降経路を
変更することができ、作業能率の低下に至ることはない
。又、作業面が曲面形状の場合にも操作レバー２１のイ
ンチング操作により曲面状作業面にブーム先端を追従さ
せることができる。

本発明はもちろん前記実施例にのみ限定されるものでは
なく、例えば昇降経路としては作業状況に合わせて垂直
経路のみならず傾斜経路を採用したり、昇降経路変更指
示用手段の操作に基づいて予め用意された多数の変換経
路及び昇降経路から最適の経路を選出したりすることも
可能である。

あるいは前記実施例における一対の手動レバーの一方の
レバーで経路変更用操作レバーを兼ねることも可能であ
る。

発明の効果 以上詳述したように本発明では、昇降経路変更指示手段
からの変更信号に基づいて昇降中のブームの昇降経路に
接続する変換経路を算出あるいは選出するとともに、同
変換経路に続く変更昇降経路を算出あるいは選出するよ
うにしたので、作業者の作業能率を低下させることなく
昇降経路の変更を容易に行なうことができるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図は高
所作業車の一部′＠断側面図、第２図は同じくブーム基
端付近の破断平面図、第３図しま？ｔＪＩ　ｆａＩＩブ
ロック図、第４図はフローチャートである。 ブーム６．７、昇降経路変更指示手段としての操作レバ
ー２１、制御手段としてのマイクロコンピュータＣ１昇
降経路Ｌ１、変更昇降経路Ｌ２、変換経路Ｌ°。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　所定の昇降経路に沿ってブームを昇降制御する制御
   手段に昇降経路変更指示手段からの変更信号を入力し、
   前記制御手段において同入力信号に応じて前記昇降経路
   に接続する変換経路を算出あるいは選出するとともに、
   同変換経路に続く変更昇降経路を算出あるいは選出し、
   この算出あるいは選出された変換経路及び変更昇降経路
   に沿って前記ブームを移動する高所作業車におけるブー
   ムの昇降制御方法。