JP4364352B2 - Control equipment for aerial work platforms - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は、少なくも三つ以上の駆動軸をもつブームを備え、該各駆動軸の作動によって上記ブームの先端部に設けた作業台の水平・垂直移動を行うようにした高所作業車の制御装置に関するものである。
【従来の技術】
【0003】
従来より、高所作業車においては、作業性あるいは操作性の向上という観点から、ブームの先端部に備えられた作業台の水平移動(水平方向への直線移動)及び垂直移動(鉛直方向への直線移動)を行う要求があり、これに応えるべく種々の制御手法が提案されている。
【0004】
ところで、例えば、車両上に単一の伸縮式ブームを起伏自在に設けるとともに、該ブームの先端部に作業台を取り付けた構成をもつ従来一般的な高所作業車においては、上記作業台の移動に関与する駆動軸としては、ブームの旋回に係る駆動軸を除けば、上記ブームの伸縮に係る駆動軸と起伏に係る駆動軸の二つであり、この二つの駆動軸を同時に用いることで上記作業台の水平移動あるいは垂直移動を行うことができ、且つこれら二つの駆動軸の作動は目標とする水平移動軌跡あるいは垂直移動軌跡との関係から一義的に決定されるためその制御が比較的容易である。
【0005】
ところが、例えば、ブームとして、車両側に起伏自在に設けられた伸縮式の基端側ブームと、該基端側ブームの先端部に起伏自在に設けられるとともにその先端部には作業台が備えられた伸縮式の先端側ブームとの二つのブームで構成されるものにあっては、上記作業台の移動に関する駆動軸が、ブーム旋回に係る駆動軸を除いて、基端側ブームの伸縮と起伏に係る二つの駆動軸と、先端側ブームの伸縮と起伏に係る二つの駆動軸の合計四つの駆動軸が存在し、且つこれら四つの駆動軸のうち少なくとも二つ以上の駆動軸を用いることで上記作業台の水平移動あるいは垂直移動が可能とされることから、上記各駆動軸の作動は目標とする水平移動軌跡あるいは垂直移動軌跡との関係から一義的には決定されず、冗長性をもつことになる。
【0006】
このため、かかる冗長性をもつ高所作業車の水平・垂直移動制御に関しては、上記各駆動軸のうち、この水平・垂直移動制御に最も適した駆動軸、例えば基端側ブームの伸縮と起伏に係る駆動軸のみを使用することで冗長性を解消するのが通例である。
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、かかる制御手法を採用すると、以下に述べるような問題の発生が懸念される。
【0008】
ここで、図7に示すように、車両51に搭載された旋回台52に、伸縮式の基端側ブーム53を起伏自在に設けるとともに、該基端側ブーム53の先端部に先端側ブーム54を起伏自在に取り付け、且つこの先端側ブーム54の先端部に作業台55を取り付けてなる高所作業車Z0を想定する。そして、この高所作業車Z0においては、上記作業台55の垂直移動及び水平移動に際しては上記基端側ブーム53の伸縮と起伏にかかる二つの駆動軸のみを使用するものとする。
【0009】
先ず、図7に示すように、上記作業台55を現在位置(実線図示する位置)から構造物Xの縦壁X1に沿って上方へ直線移動させて、これを上記構造物Xの天壁X2側に設定した目標作業位置Qまで移動させる「垂直移動時」には、上記基端側ブーム53と先端側ブーム54との夾角θを維持したまま、該基端側ブーム53のみを伸縮及び起伏させることから、同図に破線図示するように、上記作業台55が上記目標作業位置Qに到達する以前に、上記基端側ブーム53と先端側ブーム54との連結点60部分が上記天壁X2に接近する。このため、上記作業台55と上記天壁X2との干渉を回避する必要上、それ以上に上記作業台55を上方へ移動させてこれを上記目標作業位置Qに近づけることができないことになる。
【0010】
一方、図8に示すように、上記作業台55を現在位置(実線図示する位置)から構造物Xの天壁X2に沿って前方へ直線移動させて、これを上記構造物Xの縦壁X1側に設定した目標作業位置Qまで移動させる「水平移動時」には、上記基端側ブーム53と先端側ブーム54との夾角θを維持したまま、該基端側ブーム53のみを伸縮及び起伏させることから、上記作業台55が上記目標作業位置Qに到達する以前に、上記先端側ブーム54が上記天壁X2に接近する。このため、上記作業台55と天壁X2との干渉を回避する必要上、それ以上に上記作業台55を前方へ移動させてこれを上記目標作業位置Qに近づけることができないことになる。
【0011】
このように、従来の制御手法によれば、「垂直移動時」及び「垂直移動時」のいずれの場合にも、作業台を目標位置へ確実に移動させることができない場合が生じるものであり、かかる事態は高所作業車の作業性あるいは操作性という点において好ましくない。
【0012】
そこで本発明では、駆動軸を三つ以上備えた高所作業車において、水平移動及び垂直移動により目標位置へ作業台を確実に移動させることを可能とし、もってその作業性及び操作性の向上を図ることを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。即ち、車両1上に起伏自在に設けられた伸縮自在な基端側ブーム3の先端部3bに、伸縮自在又は固定長さの単数又は複数の先端側ブーム4を順次起伏自在に設け、さらに該先端側ブーム4のうち最先端側に位置する先端側ブームの先端部4aに作業台5を取り付けるとともに、上記基端側ブーム3の伸縮及び起伏を行う伸縮駆動手段11と起伏駆動手段12と、上記先端側ブーム4が伸縮自在なブームである場合にはその伸縮及び起伏を行う伸縮駆動手段13と起伏駆動手段14を、上記先端側ブーム4が固定長さのブームである場合にはその起伏を行う起伏駆動手段14を備えた高所作業車において、水平・垂直操作入力手段22からの入力情報に基づいて上記各駆動手段11〜14のうち少なくとも二つの駆動手段の作動によって上記作業台5を水平移動又は垂直移動させるべく作動制御を行う一方、水平移動又は垂直移動制御時において上記各駆動手段のうち上記水平移動又は垂直移動に使用されていない駆動手段を作動させるべく個別操作入力手段23が操作された時にはこの個別操作される駆動手段と水平移動又は垂直移動に使用されている上記各駆動手段の作動によって上記作業台5を水平移動又は垂直移動させるべく作動制御を行う水平・垂直制御手段20を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0014】
本発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【0015】
即ち、上記水平・垂直操作入力手段22が操作された場合で且つ個別操作入力手段23が操作されていない場合には、該水平・垂直操作入力手段22からの入力情報に基づいて上記各駆動手段11〜14のうち少なくとも二つの駆動手段が作動することで上記作業台5の水平移動又は垂直移動が実現され、該作業台5は水平移動軌跡上又は垂直移動軌跡上に設定された目標作業位置へ移動される。
【0016】
これに対して、上記水平・垂直操作入力手段22が操作された場合で且つ個別操作入力手段23も操作された場合には、水平移動又は垂直移動に使用されている上記各駆動手段の作動と水平移動又は垂直移動に使用されていない駆動手段の作動とによって上記作業台5の水平移動又は垂直移動が実現され、該作業台5は水平移動軌跡上又は垂直移動軌跡上に設定された目標作業位置へ移動される。
【0017】
以上のように、本発明の高所作業車の制御装置によれば、水平・垂直移動制御時において水平・垂直移動に使用されていない駆動手段が個別に操作された場合、この個別操作された駆動手段の作動を水平・垂直移動制御に加味することで、作業台を水平移動又は垂直移動によって目標作業位置へ正確に移動させることができ、これによって高い作業性及び操作性が確保されるものである。
【発明の実施の形態】
【0018】
以下、本発明を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【0019】
図1には、本発明の実施形態にかかる高所作業車Zを示している。この高所作業車Zは、車両1上に旋回自在に搭載された旋回台2に、第1ブーム3(特許請求の範囲中の「基端側ブーム」に該当する)の基端部3aを起伏自在に連結するとともに、該第1ブーム3の先端部3bには第2ブーム4(特許請求の範囲中の「先端側ブーム」に該当する)の基端部4aを起伏自在に連結し、さらに該第2ブーム4の先端部4bには作業台5を取り付けている。
【0020】
上記第1ブーム3は、内蔵配置の油圧シリンダで構成される第1ブーム伸縮駆動手段11(特許請求の範囲中の「基端側ブームの伸縮駆動手段」に該当する)によって伸縮駆動される伸縮式ブームとされ、上記旋回台2との間に配置した第1ブーム起伏駆動手段12(特許請求の範囲中の「基端側ブームの起伏駆動手段」に該当する)により起伏駆動される。
【0021】
上記第2ブーム4は、内蔵配置の油圧シリンダで構成される第2ブーム伸縮駆動手段13(特許請求の範囲中の「先端側ブームの伸縮駆動手段」に該当する)によって伸縮駆動される伸縮式ブームとされ、上記第1ブーム3との間に配置した第2ブーム起伏駆動手段14(特許請求の範囲中の「先端側ブームの起伏駆動手段」に該当する)により起伏駆動される。
【0022】
尚、上記作業台5は、上記第2ブーム4との間に配置されたレベリング駆動手段15によって上記各ブーム3,4の起伏角度の変化に拘わらず常時一定の姿勢が保持されるようになっている。
【0023】
ところで、上記高所作業車Zは、上記作業台5の移動に関与する駆動軸として、上記旋回台2の旋回に係る駆動軸と上記作業台5の旋回に係る駆動軸とを除いた外に、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12とによる上記第1ブーム3の伸縮と起伏に係る二つの駆動軸と、上記第2ブーム伸縮駆動手段13と第2ブーム起伏駆動手段14とによる上記第2ブーム4の伸縮と起伏に係る二つの駆動軸、の合計四つの駆動軸をもち、これら四つの駆動軸を適宜作動させることで上記作業台5の水平移動及び垂直移動を可能としている。
【0024】
そして、この水平移動又は垂直移動は、これを特定の二つの駆動軸、即ち、上記第1ブーム3の伸縮と起伏に係る駆動軸を用いて行うこと(換言すれば、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12の作動によって行うこと)を作動制御の基本とする一方、この基本的作動制御において水平移動又は垂直移動に使用されていない駆動軸、即ち、上記第2ブーム4の伸縮又は起伏又は伸縮と起伏の双方に係る駆動軸が個別に使用された場合(即ち、上記第2ブーム伸縮駆動手段13又は第2ブーム起伏駆動手段14又はこれら両駆動手段13,14の双方の作動操作が行われた場合)には、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12の作動に、上記第2ブーム伸縮駆動手段13又は第2ブーム起伏駆動手段14又はこれら両駆動手段13,14の作動を加味して水平移動制御又は垂直移動制御を行うようにしている(以下においては、説明の便宜上、この場合の制御を「任意的作動制御」という)。
【0025】
このように、上記「基本的作動制御」に加えて上記「任意的作動制御」を採用することの意義は、以下に述べる通りである。
【0026】
即ち、図5に示すような「垂直移動時」において、作業台5を同図に実線図示する位置から上方へ垂直移動させて、該作業台5を破線図示するように構造物Xの天壁X2側に設定した目標作業位置Qの位置まで移動させる場合、例えば、図7に示す従来の制御手法の如く上記第2ブーム4の伸縮及び起伏を伴わずに(即ち、上記第1ブーム3と第2ブーム4との夾角を一定に保持したまま)上記第1ブーム3の伸縮及び起伏のみによって上記作業台5の垂直移動を行うと、図7に破線図示するように、上記作業台5が目標作業位置Qに到達する以前に、上記第2ブーム4が上記天壁X2と干渉し該作業台5のそれ以上の上昇が阻止されることは既述の通りである。
【0027】
この場合、例えば上記第2ブーム4を起仰させてこれを上記作業台5の下方側に位置させると、図5に示すように、上記作業台5を上記第2ブーム4と天壁X2との干渉を生じることなく目標作業位置Qに到達させることができるものである。また、垂直移動という移動形態を確保するには、上記第2ブーム4の起伏作動に拘わらず当初の垂直移動軌跡をその後も維持する必要があり、従って、上記第1ブーム3の伸縮及び起伏は、第2ブーム4の起伏を伴わない場合とは異なった作動となることは当然であり、従って、該第1ブーム3の伸縮及び起伏は、上記第2ブーム4の起伏の影響を受けて変化する。ここに、垂直移動制御時において、上記第1ブーム3の伸縮と起伏の作動制御に、上記第2ブーム4の起伏を加味すること(即ち、上記「任意的作動制御」を採用すること)の意義が存在するものである。
【0028】
一方、作業台5の「水平移動時」においても同様である。即ち、図6に示すような水平移動制御時において、作業台5を同図に実線図示する位置から前方へ水平移動させて、該作業台5を破線図示するように構造物Xの縦壁X1側に設定した目標作業位置Qの位置まで移動させる場合、上記第2ブーム4の伸縮及び起伏を伴わずに(即ち、上記第1ブーム3と第2ブーム4との夾角を一定に保持したまま)上記第1ブーム3の伸縮及び起伏のみによって上記作業台5の水平移動を行うと、図8において破線図示するように、上記作業台5が目標作業位置Qに到達する以前に、上記第2ブーム4が上記天壁X2と干渉し該作業台5のそれ以上の前進が阻止されることは既述の通りである。この場合、例えば上記第2ブーム4を起仰させてこれを上記作業台5と同等高さに位置させると、図6に示すように、上記作業台5を上記第2ブーム4と天壁X2との干渉を生じることなく目標作業位置Qに到達させることができるものである。また、水平移動という移動形態を確保するには、上記第2ブーム4の起伏作動に拘わらず当初の水平移動軌跡をその後も維持する必要があり、従って、上記第1ブーム3の伸縮及び起伏は、第2ブーム4の起伏を伴わない場合とは異なった作動となることは当然であり、従って、該第1ブーム3の伸縮及び起伏は、上記第2ブーム4の起伏の影響を受けて変化する。ここに、水平移動制御時において、上記第1ブーム3の伸縮と起伏の作動制御に、上記第2ブーム4の起伏を加味すること(即ち、上記「任意的作動制御」を採用すること)の意義が存在するものである。
【0029】
以上のような、「基本的作動制御」と「任意的作動制御」とを実現するために、この実施形態の高所作業車Zにおいては、図2に示すように、水平・垂直制御手段20と作業姿勢検出手段21と水平・垂直操作入力手段22及び個別操作入力手段23を備えている。
【0030】
上記作業姿勢検出手段21は、上記第1ブーム3と第2ブーム4の現在の作業姿勢(即ち、伸縮量と起伏角度)を検出し、これを作業姿勢信号として上記水平・垂直制御手段20へ出力するものである。
【0031】
上記水平・垂直操作入力手段22は、オペレータによって手動操作され、その操作方向及び操作量に対応して、水平移動または垂直移動における作動方向と作動速度を求め、これを水平速度信号又は垂直速度信号として上記水平・垂直制御手段20へ出力するものである。
【0032】
上記個別操作入力手段23は、水平移動又は垂直移動において使用されていない駆動軸、即ち、上記第2ブーム4の伸縮又は起伏を、上記水平・垂直操作入力手段22の操作と別個に行わせるためのものであって、オペレータにより個別操作されることでその操作方向と操作量に対応した作動方向と作動速度とを求め、これを個別速度信号として上記水平・垂直制御手段20へ出力するものである。尚、この個別操作入力手段23による個別速度信号としては、上記第2ブーム4の伸縮のみ、起伏のみ、伸縮と起伏の双方、の三つのパターンがあるが、以下においては、説明の便宜上、「起伏のみ」の場合を例にとって説明する。
【0033】
上記水平・垂直制御手段20は、速度補正手段24と目標速度算出手段25と制御出力算出手段26とを備えている。
【0034】
上記速度補正手段24は、上記作業姿勢検出手段21からの作業姿勢信号と上記個別操作入力手段23からの個別速度信号とを受けて、該個別速度信号を水平移動速度又は垂直移動速度に変換し、これを速度補正信号として次述の目標速度算出手段25へ出力する。
【0035】
上記目標速度算出手段25は、上記作業姿勢検出手段21からの作業姿勢信号と上記水平・垂直操作入力手段22からの水平速度信号又は垂直速度信号と上記速度補正手段24からの速度補正信号とを受けて、該作業姿勢信号に基づいて上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12と上記第2ブーム伸縮駆動手段13(この実施形態では除く)又は第2ブーム起伏駆動手段14毎にそれぞれ目標速度に変換してこれを目標速度信号として次述の制御出力算出手段26へ出力する。
【0036】
上記制御出力算出手段26は、上記目標速度算出手段25からの各目標速度信号を受けて、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12と上記第2ブーム伸縮駆動手段13(この実施形態では除く)又は第2ブーム起伏駆動手段14毎にそれぞれ制御出力を算出し、これを制御出力信号として該各駆動手段11〜14へ出力する。
【0037】
ここで、水平移動又は垂直移動に個別操作を加味した本発明に特有の「任意的作動制御」における制御の中心となる上記速度補正手段24及び上記目標速度算出手段25における制御を、「垂直移動時」を例にとって、図4を参照して具体的に説明する。
【0038】
図4において、ベクトルaは上記水平・垂直操作入力手段22により指示された垂直作動速度であり、上記個別操作入力手段23が操作されていない場合には、上記第1ブーム3の伸長作動と起仰作動とによって上記作業台5はベクトルaに対応する速度で垂直上方に移動される。
【0039】
ここで、上記個別操作入力手段23により上記第2ブーム4の起仰操作が行われ、ベクトルbで示す作動速度が指示されたとする。すると、上記速度補正手段24には上記作業姿勢検出手段21から現在の第1ブーム3及び第2ブーム4の作業姿勢信号が入力され、この作業姿勢信号に基づき、上記作業台5が上記ベクトルaで示される作動速度を維持して垂直移動するように、上記第1ブーム3にはベクトルcで示す作動速度が与えられる。
【0040】
従って、上記第2ブーム4は上記個別操作入力手段23により与えられたベクトルbで示す作動速度で起仰作動し、また上記第1ブーム3は上記水平・垂直操作入力手段22からの操作信号と上記作業姿勢検出手段21からの作業姿勢信号とに基づき、ベクトルcで示す作動速度で起仰作動する。これらの結果、上記作業台5は、上記ベクトルbとベクトルcの合成ベクトルaで示す作動速度で垂直移動し、上記個別操作入力手段23の操作に拘わらず該作業台5は該個別操作入力手段23の操作以前の作動状態(即ち、上記水平・垂直操作入力手段22で指示された作動速度)を維持したまま垂直移動を継続することになる。
【0041】
続いて、上記目標速度算出手段25における制御を含む上記水平・垂直制御手段20全体の制御を、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0042】
図3において、制御開始後、先ずステップS1において、水平・垂直操作入力手段22が操作されているかどうかが判断される。そして、ここで、「操作されていない」と判断された場合には、次に、ステップS6において、各駆動軸(即ち、上記各駆動手段11〜14)の個別操作がされているかどうかが判断され、個別操作がされていない場合には「停止処理」が実行される(ステップS7)が、個別操作がされている場合には、各駆動軸の操作に対応して、その駆動制御出力の変換処理がなされ(ステップS5)、各駆動軸毎の作動が実行される。
【0043】
これに対して、ステップS1において、水平・垂直操作入力手段22が操作されていると判断された場合には、次にステップS2において各駆動軸の個別操作がなされているかどうか(具体的には、個別操作入力手段23の操作により上記第2ブーム4の伸縮又は起伏要求が出されているかどうか)が判断される。
【0044】
ここで、個別操作入力手段23が操作されていない場合には、ステップS4において、上記水平・垂直操作入力手段22の操作に基づく水平移動又は垂直移動制御が実行される。即ち、上記水平・垂直操作入力手段22からの水平速度信号又は垂直速度信号とを受け、これを上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12毎の目標速度に変換する(即ち、水平速度信号又は垂直速度信号の各駆動軸操作成分への変換処理)。そして、ステップS5においては、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12の目標速度に基づいて、これを該各駆動手段11,12毎の制御出力に変換し、これを出力する。これで、上記第2ブーム4の作動を伴わない、上記第1ブーム3の伸縮と起伏のみに基づく水平移動又は垂直移動が実現されるものである。
【0045】
一方、ステップS2において、個別操作入力手段23が操作されていると判断された場合には、先ずステップS3において、各駆動軸位置の算出処理、即ち、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12及び第2ブーム起伏駆動手段14の位置が算出され、さらにステップS4においては、水平・垂直移動操作を、該各駆動手段11,12,14の位置に応じてその操作成分へ変換する処理、即ち、上記速度補正手段24による速度補正制御が実行される。具体的には、上記第2ブーム4の作動、特にこの実施形態では、該第2ブーム4の起伏作動が上記第1ブーム3の伸縮及び起伏作動に加味され、上記第1ブーム伸縮駆動手段11と第1ブーム起伏駆動手段12及び第2ブーム起伏駆動手段14の速度補正が行われ、該各駆動手段11,12,14のそれぞれについてその目標速度が求められる。
【0046】
そして、ステップS5においては、上記各駆動手段11,12,14毎の目標速度に基づいて、これを該各駆動手段11,12毎の制御出力に変換し、これを出力する。これで、上記第1ブーム3の伸縮と起伏に、上記第2ブーム4の作動を加味した水平移動又は垂直移動が実現される。
【0047】
従って、例えば、図5又は図6に示すように、上記第1ブーム3の伸縮と起伏作動のみによる水平移動又は垂直移動によれば上記第2ブーム4と構造物Xとの干渉により上記作業台5を所定の目標作業位置Qに移動させることができないような場合であっても、かかる干渉を回避して確実に上記作業台5を目標作業位置Qに移動させることができるものである。
【0048】
その他
(1) 上記実施形態においては、ブームとして、伸縮式の第1ブーム3と伸縮式の第2ブーム4とを備えたものを一例として説明しているが、本発明はかかるブーム構成のもに限定されるものではなく、例えば上記第2ブーム4が所定長さに固定された非伸縮式ブームであっても良い。また、ブームの装着数も上記実施形態のように第1ブーム3と第2ブーム4の二つブームを備えるものに限定されるものではなく、該第2ブーム4の先端部にさらに単数又は複数のブームが順次連結された構成であっても良い(この場合、この追加設置されるブームは、これが伸縮式であっても非伸縮式であっても良いことは勿論である)。
【0049】
(2) 上記実施形態においては、上記水平・垂直操作入力手段22の操作に基づく水平移動又は垂直移動に際しては、制御の一例として、上記第1ブーム3の伸縮と起伏によってこれを実現する場合を示しているが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、水平移動又は垂直移動に関与し得る駆動軸、即ち、上記各駆動手段11〜14のうちの任意の二つの駆動手段の組み合わせによって行うことができるものであり、例えば、上記第2ブーム4の伸縮と起伏によってこれを実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる制御装置を備えた高所作業車の全体図である。
【図2】 図1に示した高所作業車の制御装置における制御ブロック図である。
【図3】 図1に示した高所作業車の制御装置における制御フローチャート図である。
【図4】 図1に示した高所作業車における作動方向説明図である。
【図5】 図1に示した高所作業車の垂直移動時における作動説明図である。
【図6】 図1に示した高所作業車の水平移動時における作動説明図である。
【図7】 従来の高所作業車の垂直移動時における作動説明図である。
【図8】 従来の高所作業車の水平移動時における作動説明図である。
【符号の説明】
1は車両、2は旋回台、3は第1ブーム、4は第2ブーム、5は作業台、11は第1ブーム伸縮駆動手段、12は第1ブーム起伏駆動手段、13は第2ブーム伸縮駆動手段、14は第2ブーム起伏駆動手段、15はレベリング駆動手段、20は水平・垂直制御手段、21は作業姿勢検出手段、22は水平・垂直操作入力手段、23は個別操作入力手段、24は速度補正手段、25は目標速度算出手段、26は制御出力算出手段、Qは目標作業位置、Xは構造物、Zは高所作業車である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention provides an aerial work vehicle equipped with a boom having at least three or more drive shafts, and the work table provided at the tip of the boom is moved horizontally and vertically by the operation of each drive shaft. The present invention relates to a control device.
[Prior art]
[0003]
Conventionally, in an aerial work platform, from the viewpoint of improving workability or operability, a horizontal movement (linear movement in a horizontal direction) and a vertical movement (in a vertical direction) of a work table provided at the tip of a boom are provided. In order to meet this demand, various control methods have been proposed.
[0004]
By the way, for example, in a conventional general aerial work vehicle having a configuration in which a single telescopic boom is provided on a vehicle so as to be raised and lowered, and a work table is attached to the tip of the boom, the movement of the work table is performed. Except for the drive shaft related to boom turning, there are two drive shafts related to boom expansion and contraction, and the drive shaft related to undulations. The work table can be moved horizontally or vertically, and the operation of these two drive shafts is uniquely determined from the relationship with the target horizontal movement locus or vertical movement locus, so control is relatively easy. It is.
[0005]
However, for example, as a boom, a telescopic base end side boom that can be raised and lowered on the vehicle side, and a boom that is provided at the distal end of the base end side boom and a work table at the distal end. In the case where the boom is composed of two booms, namely, a telescopic distal boom, the drive shaft related to the movement of the work table is the extension and undulation of the proximal boom except for the drive shaft related to the boom turning. There are a total of four drive shafts, two drive shafts according to the above, and two drive shafts related to expansion and contraction and undulation of the tip side boom, and at least two of the four drive shafts are used. Since the work table can be moved horizontally or vertically, the operation of each drive shaft is not uniquely determined from the relationship with the target horizontal movement path or vertical movement path, and has redundancy. It will be.
[0006]
For this reason, with regard to the horizontal / vertical movement control of such an aerial work platform with redundancy, among the above-mentioned drive shafts, the drive shaft most suitable for the horizontal / vertical movement control, for example, expansion and contraction and undulation of the base end side boom It is customary to eliminate redundancy by using only the drive shaft according to the above.
[Problems to be solved by the invention]
[0007]
However, when such a control method is employed, there is a concern that the following problems may occur.
[0008]
Here, as shown in FIG. 7, a telescopic base
[0009]
First, as shown in FIG. 7, the work table 55 is linearly moved upward along the vertical wall X1 of the structure X from the current position (position shown by a solid line), and this is moved to the ceiling wall X2 of the structure X. When moving to the target work position Q set on the side, during the “vertical movement”, only the base
[0010]
On the other hand, as shown in FIG. 8, the work table 55 is linearly moved forward along the top wall X2 of the structure X from the current position (position indicated by the solid line), and this is moved to the vertical wall X1 of the structure X. In the case of “horizontal movement” when moving to the target work position Q set on the side, only the base
[0011]
As described above, according to the conventional control method, there is a case where the work table cannot be reliably moved to the target position in either of the “vertical movement” and “vertical movement” cases. Such a situation is not preferable in terms of workability or operability of an aerial work vehicle.
[0012]
Therefore, in the present invention, in an aerial work vehicle having three or more drive shafts, it is possible to reliably move the work table to a target position by horizontal movement and vertical movement, thereby improving workability and operability. It was made for the purpose of illustration.
[Means for Solving the Problems]
[0013]
In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem. That is, one or more
【The invention's effect】
[0014]
In the present invention, the following effects can be obtained by adopting such a configuration.
[0015]
That is, when the horizontal / vertical operation input means 22 is operated and the individual operation input means 23 is not operated, the drive means are based on input information from the horizontal / vertical operation input means 22. The horizontal or vertical movement of the work table 5 is realized by the operation of at least two drive means among 11 to 14, and the work table 5 is set to the target work position set on the horizontal movement track or the vertical movement track. Moved to.
[0016]
On the other hand, when the horizontal / vertical operation input means 22 is operated and the individual operation input means 23 is also operated, the operation of each of the drive means used for horizontal movement or vertical movement is described. The horizontal movement or vertical movement of the work table 5 is realized by the operation of the driving means that is not used for horizontal movement or vertical movement, and the work table 5 is a target work set on the horizontal movement locus or the vertical movement locus. Moved to position.
[0017]
As described above, according to the control apparatus for an aerial work vehicle of the present invention, when the driving means that is not used for horizontal / vertical movement is individually operated in the horizontal / vertical movement control, the individual operation is performed. By adding the operation of the drive means to the horizontal and vertical movement control, the work table can be accurately moved to the target work position by horizontal movement or vertical movement, which ensures high workability and operability. It is.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0018]
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0019]
FIG. 1 shows an aerial work vehicle Z according to an embodiment of the present invention. The aerial work platform Z is provided with a base end portion 3a of a first boom 3 (corresponding to a “base end side boom” in claims) on a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The work table 5 is always maintained in a constant posture regardless of changes in the undulation angle of the
[0023]
By the way, the aerial work vehicle Z is outside the drive shaft related to the movement of the work table 5 except for the drive shaft related to the rotation of the turn table 2 and the drive shaft related to the rotation of the work table 5. The first boom telescopic drive means 11 and the first boom hoisting drive means 12 serve as two drive shafts for extending and lowering the
[0024]
The horizontal movement or the vertical movement is performed by using two specific drive shafts, that is, the drive shafts related to expansion and contraction of the first boom 3 (in other words, the first boom expansion drive). (The operation is performed by the operation of the
[0025]
Thus, the significance of adopting the “arbitrary operation control” in addition to the “basic operation control” is as described below.
[0026]
That is, at the time of “vertical movement” as shown in FIG. 5, the work table 5 is vertically moved from the position indicated by the solid line in FIG. 5 so that the work table 5 is indicated by the broken line. When moving to the position of the target work position Q set on the X2 side, for example, without the expansion and contraction and undulation of the
[0027]
In this case, for example, when the
[0028]
On the other hand, the same applies to the “horizontal movement” of the work table 5. That is, at the time of horizontal movement control as shown in FIG. 6, the work table 5 is horizontally moved forward from the position shown by the solid line in the figure, and the work table 5 is shown by the vertical wall X1 of the structure X as shown by the broken line. When moving to the position of the target work position Q set on the side, the
[0029]
In order to realize “basic operation control” and “arbitrary operation control” as described above, in the aerial work platform Z of this embodiment, as shown in FIG. And a work posture detection means 21, a horizontal / vertical operation input means 22 and an individual operation input means 23.
[0030]
The work posture detection means 21 detects the current work postures of the
[0031]
The horizontal / vertical operation input means 22 is manually operated by an operator, obtains an operation direction and an operation speed in horizontal movement or vertical movement corresponding to the operation direction and operation amount, and obtains the horizontal speed signal or the vertical speed signal. Is output to the horizontal / vertical control means 20.
[0032]
The individual operation input means 23 is for causing the drive shaft that is not used in horizontal movement or vertical movement, that is, the
[0033]
The horizontal / vertical control means 20 includes a speed correction means 24, a target speed calculation means 25, and a control output calculation means 26.
[0034]
The speed correction means 24 receives the work posture signal from the work posture detection means 21 and the individual speed signal from the individual operation input means 23, and converts the individual speed signal into a horizontal movement speed or a vertical movement speed. This is output as a speed correction signal to the target speed calculation means 25 described below.
[0035]
The target speed calculation means 25 receives a work posture signal from the work posture detection means 21, a horizontal speed signal or vertical speed signal from the horizontal / vertical operation input means 22, and a speed correction signal from the speed correction means 24. In response, the first boom telescopic drive means 11, the first boom hoist drive means 12, the second boom telescopic drive means 13 (except in this embodiment) or the second boom hoist drive means 14 based on the work posture signal. Each is converted into a target speed and output to the control output calculation means 26 described below as a target speed signal.
[0036]
The control output calculation means 26 receives each target speed signal from the target speed calculation means 25 and receives the first boom extension / contraction drive means 11, the first boom raising / lowering drive means 12, and the second boom extension / contraction drive means 13 ( Except in this embodiment) or a control output is calculated for each second boom raising / lowering drive means 14, and this is output to each of the drive means 11-14 as a control output signal.
[0037]
Here, the control in the speed correction means 24 and the target speed calculation means 25 as the center of the control in the “arbitrary operation control” peculiar to the present invention in which individual operations are added to the horizontal movement or the vertical movement is the “vertical movement”. Taking time as an example, a specific description will be given with reference to FIG.
[0038]
In FIG. 4, a vector a is a vertical operation speed instructed by the horizontal / vertical operation input means 22, and when the individual operation input means 23 is not operated, the extension operation and start of the
[0039]
Here, it is assumed that the raising operation of the
[0040]
Therefore, the
[0041]
Next, the overall control of the horizontal / vertical control means 20 including the control in the target speed calculation means 25 will be described based on the flowchart shown in FIG.
[0042]
In FIG. 3, after the control is started, it is first determined in step S1 whether or not the horizontal / vertical operation input means 22 is being operated. If it is determined that “not operated”, it is determined in step S6 whether or not each drive shaft (that is, each of the drive means 11 to 14) is individually operated. If the individual operation is not performed, “stop processing” is executed (step S7). If the individual operation is performed, the drive control output corresponding to the operation of each drive shaft is performed. Conversion processing is performed (step S5), and the operation for each drive shaft is executed.
[0043]
On the other hand, if it is determined in step S1 that the horizontal / vertical operation input means 22 is being operated, whether or not individual operation of each drive shaft is performed in step S2 (specifically, It is determined whether or not a request for expansion / contraction or undulation of the
[0044]
If the individual operation input unit 23 is not operated, horizontal movement or vertical movement control based on the operation of the horizontal / vertical
[0045]
On the other hand, if it is determined in step S2 that the individual operation input means 23 is being operated, first, in step S3, each drive shaft position is calculated, that is, the first boom telescopic drive means 11 and the first. The positions of the boom hoisting drive means 12 and the second boom hoisting drive means 14 are calculated, and in step S4, the horizontal / vertical movement operation is changed to the operation components according to the positions of the drive means 11, 12, and 14. Conversion processing, that is, speed correction control by the speed correction means 24 is executed. Specifically, the operation of the
[0046]
In step S5, based on the target speed for each of the driving means 11, 12, and 14, this is converted into a control output for each of the driving means 11 and 12, and this is output. Thus, horizontal movement or vertical movement is realized in consideration of the operation of the
[0047]
Therefore, for example, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the horizontal movement or vertical movement only by the expansion and contraction operation of the
[0048]
Others (1) In the embodiment described above, the boom including the first
[0049]
(2) In the above embodiment, in the case of horizontal movement or vertical movement based on the operation of the horizontal / vertical operation input means 22, as an example of control, a case in which this is realized by expansion and contraction of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an aerial work vehicle equipped with a control device according to the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram in the control device for an aerial work vehicle shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a control flowchart in the control device for an aerial work vehicle shown in FIG. 1;
4 is an operation direction explanatory view of the aerial work vehicle shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram when the aerial work vehicle shown in FIG. 1 moves vertically.
6 is an operation explanatory diagram when the aerial work vehicle shown in FIG. 1 is moved horizontally. FIG.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram during vertical movement of a conventional aerial work vehicle.
FIG. 8 is an operation explanatory diagram when a conventional aerial work vehicle is moved horizontally.
[Explanation of symbols]
1 is a vehicle, 2 is a swivel, 3 is a first boom, 4 is a second boom, 5 is a workbench, 11 is a first boom telescopic drive means, 12 is a first boom hoist drive means, and 13 is a second boom telescopic Drive means, 14 is a second boom raising / lowering drive means, 15 is a leveling drive means, 20 is a horizontal / vertical control means, 21 is a work posture detection means, 22 is a horizontal / vertical operation input means, 23 is an individual operation input means, 24 Is a speed correction means, 25 is a target speed calculation means, 26 is a control output calculation means, Q is a target work position, X is a structure, and Z is an aerial work vehicle.
Claims (1)
上記基端側ブーム(3)の伸縮及び起伏を行う伸縮駆動手段(11)と起伏駆動手段(12)と、上記先端側ブーム(4)が伸縮自在なブームである場合にはその伸縮及び起伏を行う伸縮駆動手段(13)と起伏駆動手段(14)を、上記先端側ブーム(4)が固定長さのブームである場合にはその起伏を行う起伏駆動手段(14)を、備えた高所作業車において、
水平・垂直操作入力手段(22)からの入力情報に基づいて上記各駆動手段(11)〜(14)のうち少なくとも二つの駆動手段の作動によって上記作業台(5)を水平移動又は垂直移動させるべく作動制御を行う一方、水平移動又は垂直移動制御時において上記各駆動手段のうち上記水平移動又は垂直移動に使用されていない駆動手段を作動させるべく個別操作入力手段(23)が操作された時にはこの個別操作される駆動手段と水平移動又は垂直移動に使用されている上記各駆動手段の作動によって上記作業台(5)を水平移動又は垂直移動させるべく作動制御を行う水平・垂直制御手段(20)を備えたことを特徴とする高所作業車の制御装置。One or more distal booms (4) that are telescopic or fixed length are sequentially raised and lowered to the distal end (3b) of a telescopic base end boom (3) that can be raised and lowered on the vehicle (1). A work table (5) is attached to the tip end (4a) of the tip side boom located on the most distal side of the tip side boom (4).
A telescopic drive means (11) for performing expansion and undulations of the base end side boom (3) and relief drive means (12), telescopic and Waso when the tip side booms (4) is freely boom telescoping The telescopic driving means (13) and the hoisting driving means (14) for hoisting are provided, and the hoisting driving means (14) for hoisting when the tip end boom (4) is a fixed length boom is provided. In an aerial work platform,
Based on the input information from the horizontal / vertical operation input means (22), the work table (5) is moved horizontally or vertically by the operation of at least two of the drive means (11) to (14). When the individual operation input means (23) is operated to operate the driving means not used for the horizontal movement or the vertical movement among the driving means during the horizontal movement or vertical movement control. Horizontal / vertical control means (20) for controlling the movement of the work table (5) horizontally or vertically by operation of the individually operated drive means and the drive means used for horizontal movement or vertical movement. A control device for an aerial work vehicle.
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