JP2001206694A - Controller for high-lift working vehicle - Google Patents
Controller for high-lift working vehicleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、伸縮ブームの先端
に１または複数本のアームを上下回動自在に設け、該ア
ームの先端にデッキを備えた高所作業車の制御装置に係
わり、特に直線制御に関する構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an aerial work vehicle provided with one or more arms at the end of a telescopic boom so as to be vertically rotatable and having a deck at the end of the arm. It relates to a configuration relating to linear control.
【０００２】[0002]
【従来技術】高所作業車は、走行体上に旋回装置を介し
て旋回駆動手段により旋回される旋回体を設置し、該旋
回体に伸縮ブームを起伏自在に取付け、該伸縮ブームの
先端に作業者が搭乗するデッキを取付けてなる。そし
て、前記旋回体の旋回と伸縮ブームの起伏および伸縮動
作によりデッキを所定の作業位置に位置させて作業を行
うものである。このような作業を行うため、デッキ上に
基本的には旋回用操作レバーと起伏用操作レバーと伸縮
用操作レバーとを備える。そしてこれらの各操作レバー
の個別操作によって前記旋回体の旋回による伸縮ブーム
の旋回と、伸縮ブームの起伏、伸縮動作を個別に行うよ
うになっている。2. Description of the Related Art An aerial work vehicle is provided with a revolving structure that is revolved by a revolving drive means on a traveling body via a revolving device, and a telescopic boom is mounted on the revolving body so as to be able to move up and down. The deck on which the operator will board is installed. Then, the work is performed by positioning the deck at a predetermined work position by the turning of the revolving structure and the up-and-down movement of the telescopic boom. In order to perform such operations, basically, a turning operation lever, an up / down operation lever, and a telescopic operation lever are provided on the deck. By individually operating these operation levers, turning of the telescopic boom by turning of the revolving body, and raising and lowering and telescopic operation of the telescopic boom are individually performed.
【０００３】ところが、近年、この高所作業車の制御装
置として、特開平１０−１７２９８号公報に示されたも
のがある。この公知の制御装置は、前記伸縮ブーム先端
部を３次元空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に
移動させることができるように構成されている。However, in recent years, as a control device for this aerial work vehicle, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-17298. This known control device is configured such that the distal end of the telescopic boom can be linearly moved at an arbitrary speed in an arbitrary direction in a three-dimensional space.
【０００４】一方、図１に示すように、伸縮ブーム４の
先端に上下に油圧シリンダ４１により回動自在にアーム
４０を取付け、その先端にデッキ６を水平保持用油圧シ
リンダ７と水平旋回装置８を介して取付けた高所作業車
がある。このようなアーム４０を取付けた高所作業車に
おいては、作業位置への大まかな移動は伸縮ブーム４の
伸縮、起伏で行い、その後、アーム４０の駆動により目
標位置への正確な位置決めで行えるので、高所での作業
性が向上する等の利点がある。On the other hand, as shown in FIG. 1, an arm 40 is rotatably mounted on the end of the telescopic boom 4 by a hydraulic cylinder 41 up and down, and the deck 6 is mounted on the end of the arm 6 with a hydraulic cylinder 7 for horizontal holding and a horizontal turning device 8. There is an aerial work vehicle mounted through. In an aerial work vehicle to which such an arm 40 is attached, rough movement to the work position is performed by extending and retracting the telescopic boom 4, and then, by driving the arm 40, accurate positioning to the target position can be performed. There is an advantage that workability at a high place is improved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記のように伸縮ブー
ム４の先端にアーム４０を介してデッキ６を取付けた高
所作業車においては、デッキ６を３次元空間内で任意の
方向に任意の速度で直線的に移動させることが可能な制
御装置がなかったため、作業効率が非常に悪かった。In the aerial work vehicle in which the deck 6 is attached to the end of the telescopic boom 4 via the arm 40 as described above, the deck 6 can be moved in any direction in a three-dimensional space. Work efficiency was very poor because there was no control device that could move linearly at speed.
【０００６】そこで、前記特開平１０−１７２９８号公
報に記載の如く、デッキ６を３次元空間内で任意の方向
に任意の速度で直線的に移動させることを考えた場合、
前記公報の制御装置の制御方法に基づき、伸縮ブーム４
とアーム４０のなす角度を固定するように演算すれば、
デッキ６の直線移動制御は可能である。Therefore, as described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-17298, when the deck 6 is considered to be moved linearly in an arbitrary direction at an arbitrary speed in a three-dimensional space,
Based on the control method of the control device of the above publication, the telescopic boom 4
If the calculation is made so that the angle between the arm and the arm 40 is fixed,
The linear movement control of the deck 6 is possible.
【０００７】図９は前記のように伸縮ブーム４に対する
アーム４０の角度を固定して水平直線移動を行うと仮定
した場合の伸縮ブーム４をアーム４０姿勢を描いた略図
である。図９においては、伸縮ブーム４の起伏平面を
（ＸＹ）平面とし、デッキ６の直線移動の方向をＸ軸方
向に水平直線移動させた場合について示しており、Ａが
移動前、Ｂが移動後である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the posture of the telescopic boom 4 on the arm 40 assuming that the horizontal movement is performed with the angle of the arm 40 fixed to the telescopic boom 4 as described above. FIG. 9 shows a case where the undulating plane of the telescopic boom 4 is an (XY) plane, and the direction of the linear movement of the deck 6 is a horizontal linear movement in the X-axis direction. It is.
【０００８】図９において、移動前のＡの状態と移動後
のＢの状態ではアーム４０のＸ軸に対する角度が大きく
異なる。このため、移動前のＡの状態からアーム４０の
みを起伏駆動した場合のアーム４０の先端の軌跡ｒａ
と、移動後のＢの状態からアーム４０のみを起伏駆動し
た場合のアーム４０の先端の軌跡ｒｂとは大きくずれた
軌跡となる。In FIG. 9, the angle of the arm 40 with respect to the X axis differs greatly between the state A before the movement and the state B after the movement. Therefore, the locus ra of the tip of the arm 40 when only the arm 40 is driven up and down from the state of A before the movement.
And the locus rb of the tip of the arm 40 when only the arm 40 is driven up and down from the state of B after the movement.
【０００９】さて、状態Ａにおいて、アーム４０の起伏
を伴った作業を行っていた作業者が直線制御により状態
Ｂへ作業場所を移動して、状態Ｂでアーム４０の起伏操
作をした場合、作業者が状態Ａでのアーム４０の先端軌
跡ｒａ、すなわちデッキ６の軌跡を想定していると、予
想外の軌跡を描くことになり、軌跡ｒｂ上に壁面等が存
在すると、衝突の危険性がある。また、作業者が前記の
ような想定をしていないにしても、アーム４０を起伏操
作したときのアーム４０の動作が状態ＡとＢで同じであ
る方が作業勝手がよい。In the state A, when the worker who has been performing the work with the ups and downs of the arm 40 moves the work place to the state B by linear control and performs the ups and downs operation of the arm 40 in the state B, If the person assumes the tip trajectory ra of the arm 40 in the state A, that is, the trajectory of the deck 6, an unexpected trajectory will be drawn. If a wall or the like exists on the trajectory rb, there is a danger of collision. is there. Further, even if the worker does not assume the above, the operation is better when the operation of the arm 40 when the arm 40 is raised and lowered is the same in the states A and B.
【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、伸縮ブームの先端部に１以上のアームを介し
てデッキを取付けた高所作業車において、デッキを３次
元空間内で任意の方向に任意の速度で直線的に移動させ
ることができ、この直線移動の前後においても、アーム
の起伏によるデッキの軌跡を一致させることができる構
成の制御装置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and in a high-altitude work vehicle in which a deck is attached to the distal end of a telescopic boom via one or more arms, the deck can be arbitrarily placed in a three-dimensional space. It is an object of the present invention to provide a control device having a configuration that can linearly move in any direction at an arbitrary speed, and can match the trajectory of the deck due to the undulation of the arm before and after the linear movement.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の高所作業車の制
御装置は、走行体上に旋回装置を介して旋回駆動手段に
より旋回される旋回体を設置し、該旋回体に起伏駆動手
段により起伏され、かつ伸縮駆動手段により伸縮される
伸縮ブームを取付け、該伸縮ブームの先端に１または相
対上下回動自在な複数本のアームを上下回動自在に取付
け、該アームの先端に水平保持手段により水平に、かつ
旋回駆動手段により水平旋回自在にデッキを取付け、前
記ブームの旋回角度検出手段、前記伸縮ブームの起伏角
度検出手段、前記伸縮ブームの長さ検出手段、前記ブー
ムとアームとの角度検出手段または／およびアームを複
数本備える場合のアームどうしの角度検出手段を備え、
前記デッキにデッキを任意の方向に移動させるための移
動方向と移動速度とを指示する操作装置を設け、該操作
装置からの操作信号と前記各検出手段からの検出信号と
を受けて前記デッキを前記操作装置の指示に基づいて直
線的に移動させるように前記駆動手段を駆動制御する演
算制御装置を備えた高所作業車の制御装置であって、前
記操作装置は、前記旋回体の旋回面を含む平面内におけ
るデッキの特定の第１直線の方向の移動速度成分を指令
出力する第１操作手段と、前記旋回面を含む平面内で前
記第１直線に直交する第２直線の方向の移動速度成分を
指令出力する第２操作手段と、前記旋回面を含む平面に
直交する第３直線の方向の移動速度成分を指令出力する
第３操作手段とを備え、前記演算制御装置は、前記第１
ないし第３操作手段からの各移動速度成分のベクトル合
成としてのアーム先端部の３次元空間内での移動方向と
移動速度とを算出し、前記算出結果であるアーム先端部
の移動方向と移動速度と、前記各検出手段からの検出信
号とから、前記アームの旋回面に対する角度を一定に保
持して変えないように駆動しながら、前記移動方向と移
動速度に係る移動方向と移動速度で３次元空間内を移動
するに必要な前記各駆動手段の各制御信号を出力するこ
とを特徴とする。A control device for an aerial work vehicle according to the present invention is provided with a revolving unit which is turned by a revolving drive unit via a revolving unit on a traveling unit, and the revolving unit is mounted on the revolving unit. A telescopic boom that is raised and lowered by the telescopic drive means is mounted on the distal end of the telescopic boom, and one or a plurality of arms that are rotatable up and down relative to each other are mounted to be rotatable up and down, and are horizontally held at the distal end of the arm. The deck is attached horizontally so as to be able to swing horizontally by swing driving means, and the boom swing angle detecting means, the telescopic boom undulation angle detecting means, the telescopic boom length detecting means, the boom and the arm An angle detecting means or / and an angle detecting means between arms when a plurality of arms are provided,
The deck is provided with an operating device for instructing a moving direction and a moving speed for moving the deck in an arbitrary direction, and receives the operation signal from the operating device and the detection signal from each of the detection means to control the deck. A control device for an aerial work vehicle including an arithmetic and control unit that drives and controls the driving unit so as to move linearly based on an instruction from the operating device, wherein the operating device includes a turning surface of the revolving unit. First operating means for commanding the moving speed component of the deck in the direction of the specific first straight line in the plane including the turning direction, and moving in the direction of the second straight line orthogonal to the first straight line in the plane including the turning surface A second operating means for commanding and outputting a speed component; and a third operating means for commanding and outputting a moving speed component in a direction of a third straight line orthogonal to a plane including the turning surface, wherein the arithmetic and control unit comprises: 1
Or the moving direction and moving speed of the arm tip in a three-dimensional space as vector synthesis of the moving speed components from the third operating means, and the moving direction and moving speed of the arm tip as the calculation results. And a detection signal from each of the detection means, while driving the arm so that the angle of the arm with respect to the turning surface is kept constant and does not change, the moving direction and the moving speed related to the moving direction and the moving speed are three-dimensional. It is characterized in that it outputs each control signal of each of the driving means necessary for moving in the space.
【００１２】このように、演算制御装置は、第１ないし
第３操作手段の操作信号による移動方向と移動速度と、
前記各検出手段による出力信号とから、デッキが３次元
空間内を移動するに必要な各駆動手段の各制御信号を演
算出力することにより、デッキを任意の方向に任意の速
度で直線移動させることができる。As described above, the arithmetic and control unit can determine the moving direction and the moving speed based on the operation signals of the first to third operation means,
By calculating and outputting each control signal of each driving means necessary for the deck to move in the three-dimensional space from the output signals from the respective detecting means, the deck is moved linearly in an arbitrary direction at an arbitrary speed. Can be.
【００１３】また、直線移動のための伸縮ブームの伸
縮、起伏時には、アームの旋回面に対する角度を一定と
するようにしたので、任意の位置でアームを単独操作し
たときのアームを起伏動作したときの軌跡はどの位置で
も同じとなるので、作業者にとって動作が予め認識でき
ており、安全性が向上し、かつ使い勝手が向上する。When the telescopic boom is extended and retracted for linear movement, the angle of the arm with respect to the turning surface is fixed, so that when the arm is independently operated at any position and the arm is raised and lowered, Is the same at any position, the operator can recognize the operation in advance, and the safety is improved and the usability is improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１は本発明を適用する高所作業
車の一実施の形態を示す斜視図である。１は走行モータ
を有する走行体、２は走行体１上に設置した旋回装置で
あり、該旋回装置２は旋回駆動手段である旋回モータを
有する。３は旋回装置２上に搭載した旋回体、４は関節
部４ａを中心として前記旋回体２に起伏駆動手段である
油圧シリンダ５により起伏される伸縮ブームである。該
伸縮ブーム４は伸縮駆動手段である油圧シリンダを内蔵
するが、油圧モータによる伸縮駆動手段も採用しうる。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an aerial work vehicle to which the present invention is applied. 1 is a traveling body having a traveling motor, 2 is a turning device installed on the traveling body 1, and the turning device 2 has a turning motor as a turning drive means. Reference numeral 3 denotes a revolving body mounted on the revolving device 2, and reference numeral 4 denotes a telescopic boom that is raised and lowered by a hydraulic cylinder 5 which is a driving means for raising and lowering the revolving body 2 around the joint 4a. The telescopic boom 4 incorporates a hydraulic cylinder as telescopic drive means, but telescopic drive means by a hydraulic motor can also be employed.
【００１５】４０は伸縮ブーム４の先端に関節部４０ａ
を中心として上下に回動自在に取付けられたアーム、４
１はアーム４０を上下に回動させる駆動手段として設け
た油圧シリンダである。アーム４０の先端に旋回モータ
等を有する水平旋回装置８を介してデッキ６が取付けら
れる。アーム４０と水平旋回装置８との間には、伸縮ブ
ーム４やアーム４０の起伏に係らず水平姿勢を保つ油圧
シリンダ７が設けられる。デッキ６のアーム４０側には
操作装置９が設置される。Reference numeral 40 denotes a joint 40a at the tip of the telescopic boom 4.
Arm, which is mounted so that it can rotate up and down around
Reference numeral 1 denotes a hydraulic cylinder provided as driving means for rotating the arm 40 up and down. The deck 6 is attached to the tip of the arm 40 via a horizontal turning device 8 having a turning motor and the like. Between the arm 40 and the horizontal turning device 8, there is provided the telescopic boom 4 and the hydraulic cylinder 7 that maintains a horizontal posture regardless of the ups and downs of the arm 40. The operation device 9 is installed on the arm 40 side of the deck 6.
【００１６】また、図１においては図示していないが、
旋回装置２や各伸縮ブーム４あるいは各関節部４ａ、４
０ａ、水平旋回装置８等には、旋回体３の旋回角検出手
段、伸縮ブーム４の起伏角度検出手段、伸縮ブーム４の
長さ検出手段、伸縮ブーム４とアーム４０とのなす起伏
角度検出手段、デッキ６の旋回角すなわち首振り角の検
出手段が配設されている。なお、前記各角度検出手段は
例えばポテンショメータにより構成され、また、伸縮ブ
ーム４の長さ検出手段は伸縮ブーム４に内蔵する油圧シ
リンダのストロークで検出することができる。また、伸
縮ブーム４の起伏角は起伏シリンダ５のストロークで検
出することができる。なお、各検出手段は他の検出原理
を用いたものであってもよい。Although not shown in FIG. 1,
Swivel device 2, telescopic boom 4, or joints 4a, 4
0a, the horizontal turning device 8 and the like include a turning angle detecting means of the revolving body 3, an undulating angle detecting means of the telescopic boom 4, a length detecting means of the telescopic boom 4, an undulating angle detecting means formed between the telescopic boom 4 and the arm 40. A means for detecting the turning angle of the deck 6, that is, the swinging angle, is provided. Each of the angle detecting means is constituted by, for example, a potentiometer, and the length detecting means of the telescopic boom 4 can be detected by a stroke of a hydraulic cylinder built in the telescopic boom 4. The undulation angle of the telescopic boom 4 can be detected by the stroke of the undulating cylinder 5. Note that each detection means may use another detection principle.
【００１７】図２は前記デッキ６上に搭載される操作装
置９の一部を示し、図３は各部の角度等の位置関係を示
す平面図、図４は各部の長さや角度等の位置関係を示す
斜視図である。図２において、１０は全方位について傾
動可能に構成された操作レバーである。該操作レバー１
０は、第１水平直線Ｔxに沿う方向への傾動により作動
するポテンショメータ１０ｘを付帯し、操作レバー１０
と該ポテンショメータ１０ｘが第１操作手段を構成す
る。該第１操作手段１０ｘは、図３において、旋回体３
の旋回面に平行な平面上の特定の第１直線Ｓxの方向の
指令移動速度成分Ｖxを出力するものである。FIG. 2 shows a part of the operating device 9 mounted on the deck 6, FIG. 3 is a plan view showing a positional relationship of each part such as an angle, and FIG. FIG. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an operation lever configured to be tiltable in all directions. Operating lever 1
0 incidental potentiometer 10x operated by tilting in the direction along the first horizontal linear T x, the operating lever 10
And the potentiometer 10x constitute a first operating means. The first operating means 10x is, as shown in FIG.
In which the output of the command movement velocity components V x in the direction of the particular first straight line S x on the plane parallel to the pivoting plane.
【００１８】前記操作レバー１０はまた、前記第１水平
直線Ｔxに直交する第２水平直線Ｔyに沿う方向への傾動
により作動するポテンショメータ１０ｙを付帯してお
り、操作レバー１０と該ポテンショメータ１０ｙが第２
操作手段を構成する。該ポテンショメータ１０ｙは、操
作レバー１０が中立位置から第２水平直線Ｔyに沿う傾
動量に対応して、図３における前記旋回体３の旋回面に
平行な平面上の特定の第１直線Ｓxに対して直交する方
向Ｓyの指令移動速度成分Ｖyを出力するものである。[0018] The operating lever 10 also has incidental potentiometer 10y operated by tilting in the direction along the second horizontal linear T y perpendicular to the first horizontal linear T x, the operating lever 10 and the potentiometer 10y Is the second
Configure the operation means. The potentiometer 10y corresponds to a specific first straight line S x on a plane parallel to the turning surface of the turning body 3 in FIG. 3 corresponding to the amount of tilt of the operating lever 10 from the neutral position along the second horizontal straight line T y . and outputs a command movement velocity component V y in the direction S y perpendicular to.
【００１９】また、操作レバー１１は、中立位置から第
３直線Ｔzへの傾動に対応して作動するポテンショメー
タ１１ｚを有し、該操作レバー１１とポテンショメータ
１１ｚとが第３の操作手段を構成する。該ポテンショメ
ータ１１ｚは、図３における前記直線Ｓx、Ｓyに直交す
る垂直方向の第３直線Ｓz（図４参照）方向への指令移
動速度成分Ｖzを出力するようになっている。Further, the operation lever 11 has a potentiometer 11z which operates in response to the tilt from the neutral position to the third straight line T z, and the operating lever 11 and the potentiometer 11z constitute a third operating means . The potentiometer 11z is adapted to output the linear S x, command movement velocity component V z of the third straight line S z (see FIG. 4) direction in the vertical direction orthogonal to the S y in FIG.
【００２０】また、操作レバー１２は、中立位置から第
４直線Ｔkへの傾動に対応して作動するポテンショメー
タ１２ｋを有し、該操作レバー１２とポテンショメータ
１２ｋとが第４の操作手段を構成する。該ポテンショメ
ータ１２ｋは、図３におけるデッキ６の水平旋回（首振
り）方向の指令首振り各速度成分ω6を出力するように
なっている。Further, the operating lever 12 has a potentiometer 12k which operates in response to the tilt from the neutral position to the fourth straight line T k, and the operating lever 12 and the potentiometer 12k constitute a fourth operating means . The potentiometer 12k is adapted to output a command swing speed component ω 6 in the horizontal turning (swinging) direction of the deck 6 in FIG.
【００２１】なお、図２の例では第１、第２の操作手段
を構成するポテンショメータ１０ｘ、１０ｙを共通の操
作レバー１０で操作するようにしているが、これらはそ
れぞれ別々の操作レバーで操作するようにしてもよい。
また、第１、第２、第３の操作手段すべてを３つの信号
が取り出せる１つの操作レバーで操作するようにしても
よい。また、第３、第４の操作手段を１つの操作レバー
で構成するようにしてもよい。そのた、種々の構成が採
用可能である。In the example of FIG. 2, the potentiometers 10x and 10y constituting the first and second operating means are operated by a common operating lever 10, but these are operated by separate operating levers. You may do so.
Alternatively, all of the first, second, and third operation means may be operated by one operation lever capable of extracting three signals. Further, the third and fourth operation means may be constituted by one operation lever. In addition, various configurations can be adopted.
【００２２】また、旋回装置２、伸縮ブーム４の内蔵シ
リンダ、起伏シリンダ５、アーム４０の回動用油圧シリ
ンダ４１、水平旋回装置８の旋回モータ等の各駆動手段
は、前記操作レバー１０〜１２の他にそれぞれ独立操作
用の操作手段を備えてもよいし、直線制御用と、独立操
作用をスイッチにより切換えるように構成してもよい。Each drive means such as the turning device 2, the built-in cylinder of the telescopic boom 4, the up / down cylinder 5, the turning hydraulic cylinder 41 of the arm 40, and the turning motor of the horizontal turning device 8 is provided by the operating levers 10-12. In addition, operation means for independent operation may be provided, respectively, and a configuration may be adopted in which a switch between linear control and independent operation is switched by a switch.
【００２３】図５は本発明による制御装置の一実施の形
態を示す構成図である。図５に示すように、演算制御装
置１３には、前記操作装置９の前記各ポテンショメータ
１０ｘ、１０ｙ、１１ｚ、１２ｘからの各速度指令
Ｖx、Ｖy、Ｖz、ω6の操作信号が入力され、同時に、旋
回装置２に設けたブーム旋回角度θ3（図３、図４参
照）検出手段１４、伸縮ブーム４の起伏角度θ4（図４
参照）検出手段１５、伸縮ブーム４の長さｌ4検出手段
１６、アーム角度θ5検出手段１７、デッキ旋回角度θ6
検出手段１８の各検出信号が入力される。演算制御装置
１３は、コンピュータとその出力信号により各アクチュ
エータのコントロール弁等の制御を行うドライバ回路と
ならなる。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the control device according to the present invention. As shown in FIG. 5, the arithmetic and control unit 13, the potentiometers 10x of the operating device 9, 10y, 11z, each velocity command V x from 12x, V y, V z, the operation signal of omega 6 is input At the same time, the boom turning angle θ 3 (see FIGS. 3 and 4) provided in the turning device 2, the detecting means 14 and the undulating angle θ 4 of the telescopic boom 4 (FIG. 4)
See) detection means 15, the telescopic boom 4 length l 4 detecting means 16, the arm angle theta 5 detecting means 17, deck turning angle theta 6
Each detection signal of the detection means 18 is input. The arithmetic and control unit 13 becomes a driver circuit that controls a control valve and the like of each actuator by a computer and its output signal.
【００２４】演算制御装置１３は、前記各ポテンショメ
ータ１０ｘ、１０ｙ、１１ｚ、１２ｘからの操作信号
と、前記各検出手段１４〜１８からの検出信号に基づい
て、ブーム旋回駆動手段２ａとしての旋回装置２の旋回
モータへの制御信号、ブーム起伏駆動手段としての前記
起伏シリンダ５、ブーム伸縮駆動手段４ｂである伸縮用
油圧シリンダ、アーム起伏駆動手段である油圧シリンダ
４１、デッキ旋回駆動手段８ａである水平旋回装置８の
旋回モータに対する駆動信号Ｐ1〜Ｐ5を発生させる。The arithmetic and control unit 13 controls the turning device 2 as the boom turning drive unit 2a based on the operation signals from the potentiometers 10x, 10y, 11z and 12x and the detection signals from the detection units 14 to 18. Control signal to the swing motor, the up-and-down cylinder 5 as a boom up-and-down drive unit, a telescopic hydraulic cylinder as a boom extension and contraction drive unit 4b, a hydraulic cylinder 41 as an arm up and down drive unit, and a horizontal swing as a deck swing drive unit 8a. Drive signals P 1 to P 5 for the swing motor of the device 8 are generated.
【００２５】演算制御装置１３は、図６に示すように、
指令移動速度座標変換部２０、駆動手段速度演算部２
１、駆動手段演算部２２で構成される。なお、指令首振
り角度速度成分ω6からデッキ首振り駆動信号Ｐ5を算出
するまでの首振り駆動制御は、高所作業車の構成上必要
であるが、本例では本発明に係る制御装置は、前記首振
り駆動制御とは独立しているので、図６には示していな
い。As shown in FIG. 6, the arithmetic and control unit 13
Command moving speed coordinate conversion unit 20, driving means speed calculation unit 2
1. It is composed of a drive means calculation unit 22. Incidentally, swing drive control from the command swing angle velocity component omega 6 until calculates the deck swivel drive signal P 5, it is necessary the configuration of the aerial platforms, control apparatus according to the present invention in this example Are not shown in FIG. 6 because they are independent of the swing drive control.
【００２６】図６において、指令移動速度座標変換部２
０は、まず前記第１操作手段を構成するポテンショメー
タ１０ｘが出力する第１直線Ｓxに沿う指令移動速度成
分Ｖx、第２操作手段を構成するポテンショメータ１０
ｙが出力する指令移動速度成分Ｖy、第３操作手段であ
るポテンショメータ１１ｚが出力する第３直線Ｓzに In FIG. 6, a command moving speed coordinate conversion unit 2
0, potentiometer 10 constituting first the first straight line S x in along command movement velocity components V x of the potentiometer 10x outputs constituting the first operating means, the second operating means
The command moving speed component V y output by y and the third straight line S z output by potentiometer 11z as the third operating means
【００２７】この手順についてより詳しく説明する。図
３に示すように、走行体１に固定して（Ｘo，Ｙo，
Ｚｏ）座標系を設置する。また、別に、デッキ６に固定
して（Ｓx、Ｓy、Ｓz）座標系を設置する。ただしＺo方
向とＳz方向とは同一とする。ここで、旋回体３の旋回
角度θ3を旋回体３の（ＸoＹo）平面におけるＸo軸から
の回転角度とし、図５のごとくＸo軸と伸縮ブーム４と
の（ＸoＹo）面内旋回角度とし、首振り角度θ6を伸縮
ブーム４の長手方向からの（ＸoＹo）面内首振り角度と
すると、デッキ６に固定設置した（Ｓx、Ｓy、Ｓz）座
標系は、走行体１に固定設置した（Ｘo，Ｙo，Ｚｏ）座
標系を、旋回角度θ3と首振り角度θ6の算術和である
（θ3＋θ6）の分、（ＸoＹo）面上で回転した座標系で
ある。逆に言い換えると、（Ｘo，Ｙo，Ｚｏ）座標系は
（Ｓx、Ｓy、Ｓz）座標系を、角度（−１）×（θ3＋θ
6）の分、（ＸoＹo）面上で回転した座標系であると言
える。 This procedure will be described in more detail. As shown in FIG. 3, it is fixed to the traveling body 1 ( Xo , Yo ,
Zo ) Set up a coordinate system. Separately, a coordinate system (S x , S y , S z ) is fixedly mounted on the deck 6. However, the Zo direction and the Sz direction are the same. Here, the angle of rotation from the X o axis turning angle theta 3 of the swing body 3 of the turning body 3 in the (X o Y o) plane, the X o axis with the telescopic boom 4 as in FIG. 5 (X o Y o ) When the in-plane swing angle and the swing angle θ 6 are the (X o Y o ) in-plane swing angle from the longitudinal direction of the telescopic boom 4, the fixed and installed (S x , S y , S z ) The coordinate system is the (X o , Y o , Z o ) coordinate system fixedly installed on the running body 1 and is the arithmetic sum of the turning angle θ 3 and the swing angle θ 6 (θ 3 + θ 6 ). is a coordinate system that is rotated on (X o Y o) plane. In other words, the (X o , Y o , Z o ) coordinate system replaces the (S x , S y , S z ) coordinate system with the angle (−1) × (θ 3 + θ).
Min 6), said to be a coordinate system that is rotated on (X o Y o) plane.
【００２８】[0028]
【数１】 (Equation 1)
【００２９】 [0029]
【００３０】前記駆動手段速度演算部２１における演算
について、図４を参照しながら以下詳細に説明する。図
４の座標系は、旋回体３の旋回中心Ｏを（ＸoＹo）面に
おける座標（Ｏ，Ｏ）とし、伸縮ブーム４の起伏動関節
軸４ａをＺo軸方向の座標値（Ｏ）となるように設定す
る。旋回体３の旋回中心Ｏを通るＺo軸と起伏関節軸４
ａとの距離を（−１）×ｌ0（ただしｌ0 ≦０）とし、
伸縮ブーム４を（ＸoＹo）面に投影した直線のＸo軸か
ら回転角度を旋回体３の旋回角度θ3とし、伸縮ブーム
起伏角度θ4、伸縮ブーム４長さをｌ4 、アーム４０の
長さをｌ5 、伸縮ブーム４とアーム４０のなす角度をθ
5とすると、（Ｘo，Ｙo，Ｚ0）座標系におけるアーム４
０の先端部の座標（Ｘa，Ｙa，Ｚa）は数２の（２）式
で表すことができる。The calculation in the driving means speed calculation unit 21 will be described in detail below with reference to FIG. The coordinate system of FIG. 4, the turning center O of the pivoting body 3 and (X o Y o) coordinates in the plane (O, O), the undulating movement joint axis 4a of the telescopic boom 4 Z o axis direction of the coordinate values (O ). Zo axis passing through the turning center O of the revolving unit 3 and the undulating joint axis 4
The distance to a is (-1) × l 0 (where l 0 ≦ 0),
The telescopic boom 4 (X o Y o) a rotation angle from the X o axis of the projection straight line and turning angle theta 3 of the revolving body 3 surface, the telescopic boom derricking angle theta 4, telescopic boom 4 length l 4, the arm The length of 40 is l 5 and the angle between the telescopic boom 4 and the arm 40 is θ
When 5, (X o, Y o , Z 0) arm 4 in the coordinate system
0 of the distal end portion of the coordinates (X a, Y a, Z a) can be represented by the number 2 (2).
【００３１】[0031]
【数２】 (Equation 2)
【００３２】（２）式を時間微分し、ｄθ3／ｄｔ、ｄ
θ4／ｄｔ、ｄθ5／ｄｔ、ｄｌ4／ｄｔについて解く。
ここで、角度については、ω3＝ｄθ3／ｄｔ、ω4＝ｄ
θ4／ｄｔ、ω5＝ｄθ5／ｄｔを用いて書き換え、ω3〜
ω5、ｌ4について表す。さらに、アーム４０の対地角
（旋回体３の旋回面に対する角度）を一定に保持して変
えないように駆動するという条件より、アーム起伏角速
度ω5は伸縮ブーム４角速度ω4と大きさが同じで向きが
反対になるので、 ω5＝−ω4 （３） Equation (2) is differentiated with respect to time, and dθ 3 / dt, d
Solve for θ 4 / dt, dθ 5 / dt, dl 4 / dt.
Here, regarding the angle, ω 3 = dθ 3 / dt, ω 4 = d
θ 4 / dt, ω 5 = dθ 5 / dt, rewritten using ω 3
ω 5 and l 4 . Furthermore, from the condition that drives so as not to change holding ground angle of the arm 40 (the angle with respect to the turning plane of the turning body 3) constant, arm undulating angular velocity omega 5 is telescopic boom 4 angular velocity omega 4 and the same magnitude Ω 5 = −ω 4 (3)
【００３３】[0033]
【数３】 (Equation 3)
【００３４】次いで、前記演算で旋回体３の旋回角速度
ω3、伸縮ブーム４の起伏角速度ω4、伸縮ブーム４の伸
縮速度ｌ4、アーム４０の起伏角速度ω5から、各駆動手
段の駆動速度、すなわち旋回装置２の旋回駆動手段の駆
動速度Ｖ1、伸縮ブーム４の起伏駆動手段の駆動速度Ｖ2
伸縮ブーム４伸縮駆動手段の駆動速度Ｖ3、アーム起伏
駆動手段４１の駆動速度Ｖ4を算出する。Next, the driving speed of each drive means is obtained from the above-described calculation based on the swing angular velocity ω 3 of the swing body 3, the undulation angular velocity ω 4 of the telescopic boom 4, the telescopic speed l 4 of the telescopic boom 4, and the undulation angular velocity ω 5 of the arm 40. That is, the driving speed V 1 of the turning driving means of the turning device 2, the driving speed V 2 of the undulating driving means of the telescopic boom 4.
Driving speed V 3 of the telescopic boom 4 telescopic drive means, for calculating a driving speed V 4 of the arm undulation drive means 41.
【００３５】次いで、駆動信号演算部２２において、前
記駆動手段速度演算部２２で算出された各駆動速度Ｖ1
〜Ｖ4で、対応する各駆動手段を駆動するための制御信
号Ｐ1〜Ｐ4を算出して出力する。Next, in the drive signal calculation section 22, each drive speed V 1 calculated in the drive means speed calculation section 22 is calculated.
In ~V 4, calculates and outputs the control signals P 1 to P 4 for driving the respective drive means corresponding.
【００３６】以上のごとく構成した本発明の制御装置に
より、デッキ６は、操作装置９の第１〜第３操作手段を
構成する操作レバー１０、１１を操作して、これにより
指令される移動速度成分Ｖ（Ｖx，Ｖy，Ｖz）のベクト
ル合成の方向と速度で移動する。With the control device of the present invention configured as described above, the deck 6 operates the operating levers 10 and 11 constituting the first to third operating means of the operating device 9 to move the moving speed commanded thereby. component V (V x, V y, V z) to move in the direction and velocity of the vector synthesis.
【００３７】このように、直線移動のための伸縮ブーム
４の伸縮、起伏時には、アーム４０の旋回面に対する角
度を一定とするようにしたので、例えば図７に示すよう
に、Ａの状態からＢの状態にデッキ６を水平移動させた
場合、この直線移動にも係らず、アーム４０の対地角は
一定になるようにしたので、デッキ６を移動した後にア
ーム４０を単独操作したときの軌跡ｒｂは、デッキ６を
移動する前のアームの回動軌跡ｒａと同じとなるので、
アーム４０を上下回動させるときに作業者にとって動作
が予め認識できており、安全性が向上し、かつ使い勝手
が向上する。このような回動軌跡の同一化は、デッキ６
をどのように直線移動させる場合にも達成される。As described above, the angle of the arm 40 with respect to the turning surface is made constant when the telescopic boom 4 expands and contracts and undulates for linear movement. For example, as shown in FIG. When the deck 6 is moved horizontally in the state described above, the ground angle of the arm 40 is set to be constant irrespective of this linear movement. Therefore, the locus rb when the arm 40 is operated alone after the deck 6 is moved. Is the same as the rotation locus ra of the arm before moving the deck 6,
When the arm 40 is turned up and down, the operation is recognized in advance by the operator, so that safety is improved and usability is improved. Such identification of the rotation trajectory is performed by the deck 6
Is achieved in any case of linearly moving.
【００３８】なお、上記実施の形態においては、伸縮ブ
ーム４とアーム４０のなす角度θ5はアーム角度検出手
段を用いて検出したが、例えば、アーム起伏シリンダ４
１によるアーム４０の駆動が常に、伸縮ブーム４の起伏
角度増分がΔθ4の場合にはアーム４０の起伏角度増分
Δθ5が（−θ4）となるように、アーム起伏シリンダ４
１を伸縮ブーム起伏シリンダ５に制御信号により、ある
いは油圧回路で直接的に連動するように構成し、かつ伸
縮ブーム４とアーム４０がある特定の姿勢を形成したと
きに伸縮ブーム４とアーム４０のなす角度が予め演算制
御装置１３内に記憶しておいた値となるようにしておけ
ば、その後の伸縮ブーム４の起伏動に対するアーム４０
の起伏角は把握できるので、アーム角度検出手段がなく
とも支障なく所望の作動制御は可能である。In the above-described embodiment, the angle θ 5 between the telescopic boom 4 and the arm 40 is detected by using the arm angle detecting means.
1 always drives the arm 40, and when the up / down angle increment of the telescopic boom 4 is Δθ 4 , the arm up / down cylinder 4 is adjusted so that the up / down angle increment Δθ 5 of the arm 40 becomes (−θ 4 ).
1 is configured to be directly linked to the telescopic boom hoist cylinder 5 by a control signal or by a hydraulic circuit, and when the telescopic boom 4 and the arm 40 form a certain posture, the telescopic boom 4 and the arm 40 If the angle to be formed is set to a value stored in advance in the arithmetic and control unit 13, the arm 40 with respect to the subsequent movement of the telescopic boom 4 will be described.
Can be grasped, and desired operation control can be performed without any trouble without the arm angle detecting means.
【００３９】図８は本発明の高所作業車の他の実施の形
態を示す側面図であり、伸縮ブーム４０の先端にさらに
起伏シリンダ４４により関節部４５ａを中心に上下に回
動自在に別のアーム４５を取付け、該アーム４５の先端
に、デッキ６を水平保持用シリンダ７および水平旋回装
置８を介して取付けたものである。FIG. 8 is a side view showing another embodiment of the aerial work vehicle according to the present invention, wherein a telescopic boom 40 is further divided by an up / down cylinder 44 so as to be rotatable up and down about a joint 45a. And a deck 6 is attached to the tip of the arm 45 via a horizontal holding cylinder 7 and a horizontal turning device 8.
【００４０】図８のように伸縮ブーム４の先端に複数本
のアームを互いに上下に回動可能に連結して取付けたも
のにおいても、伸縮ブーム４の各アーム４０、４５の対
地角を一定に制御することにより、前記のようにデッキ
６の直線移動における任意の位置において、デッキ６の
上下回動軌跡を同一にすることができ、ア−ム４０また
は４５の操作時における壁面等へのデッキ６の接触を防
止することができる。As shown in FIG. 8, even when a plurality of arms are connected to each other at the end of the telescopic boom 4 so as to be vertically rotatable, the arms 40 and 45 of the telescopic boom 4 are kept at a constant ground angle. By controlling, the trajectory of the vertical rotation of the deck 6 can be made the same at an arbitrary position in the linear movement of the deck 6 as described above, and the deck can be moved to the wall or the like when the arm 40 or 45 is operated. 6 can be prevented.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、伸
縮ブームの先端に起伏自在なアームを介してデッキを取
付けた高所作業車において、デッキを任意の方向に任意
の速度で直線移動させることができる。また、直線移動
のための伸縮ブームの伸縮、起伏時には、アームの旋回
面に対する角度を一定とするようにしたので、任意の位
置でアームを単独操作したときのアームの起伏動作した
ときの軌跡は同じとなるので、作業者にとって動作が予
め認識できており、安全性が向上し、かつ使い勝手が向
上する。As described above, according to the present invention, in an aerial work vehicle in which a deck is attached to the end of a telescopic boom via an arm that can be raised and lowered, the deck can be linearly moved in any direction at any speed. Can be moved. Also, when the telescopic boom is extended and retracted for linear movement, the angle with respect to the turning surface of the arm is made constant, so the trajectory of the arm when the arm is operated independently at any position is Since the operation is the same, the operation can be recognized in advance by the operator, safety is improved, and usability is improved.
【図１】本発明の制御装置を適用する高所作業車の一実
施の形態を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of an aerial work vehicle to which a control device of the present invention is applied.
【図２】図１の高所作業車のデッキに設置される操作装
置の一部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of an operation device installed on a deck of the aerial work vehicle of FIG.
【図３】図１の高所作業車における各部の相対角度等の
位置関係を説明する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a positional relationship such as a relative angle of each part in the aerial work vehicle of FIG. 1;
【図４】図１の高所作業車における各部の相対角度等の
位置関係を説明する斜視図である。FIG. 4 is a perspective view illustrating a positional relationship such as a relative angle of each part in the aerial work vehicle of FIG. 1;
【図５】本発明の制御装置の一実施の形態を示すブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the control device of the present invention.
【図６】図５の制御装置の構成の一例を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a control device in FIG. 5;
【図７】本発明による場合の高所作業車の動作を説明す
る側面図である。FIG. 7 is a side view illustrating the operation of the aerial work vehicle according to the present invention.
【図８】本発明の制御装置を適用する高所作業車の他の
実施の形態を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing another embodiment of the aerial work vehicle to which the control device of the present invention is applied.
【図９】従来の制御装置による場合の高所作業車の動作
を説明する側面図である。FIG. 9 is a side view for explaining the operation of the aerial work vehicle in the case of the conventional control device.
１：走行体、２：旋回装置、３：旋回体、４：伸縮ブー
ム、５：起伏用油圧シリンダ、６：デッキ、８：水平旋
回装置、９：操作装置、１０〜１２：操作レバー１０
ｘ：第１操作手段を構成するポテンショメータ、１０
ｙ：第２操作手段を構成するポテンショメータ、１１
ｚ：第３操作手段を構成するポテンショメータ、１２
ｋ：第４操作手段を構成するポテンショメータ、１３：
演算制御装置、４０、４５：アーム、４１、４４：油圧
シリンダ1: running body, 2: swinging device, 3: swinging body, 4: telescopic boom, 5: hydraulic cylinder for raising and lowering, 6: deck, 8: horizontal swinging device, 9: operating device, 10 to 12: operating lever 10
x: potentiometer constituting the first operating means, 10
y: potentiometer constituting the second operating means, 11
z: potentiometer constituting the third operating means, 12
k: potentiometer constituting the fourth operation means, 13:
Arithmetic controller, 40, 45: arm, 41, 44: hydraulic cylinder
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年１月２７日（２０００．１．２
７）[Submission date] January 27, 2000 (2000.1.2
7)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図６[Correction target item name] Fig. 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図６】 FIG. 6
Claims (1)
により旋回される旋回体を設置し、 該旋回体に起伏駆動手段により起伏され、かつ伸縮駆動
手段により伸縮される伸縮ブームを取付け、 該伸縮ブームの先端に１または相対上下回動自在な複数
本のアームを上下回動自在に取付け、 該アームの先端に水平保持手段により水平に、かつ旋回
駆動手段により水平旋回自在にデッキを取付け、 前記ブームの旋回角度検出手段、前記伸縮ブームの起伏
角度検出手段、前記伸縮ブームの長さ検出手段、前記ブ
ームとアームとの角度検出手段または／およびアームを
複数本備える場合のアームどうしの角度検出手段を備
え、 前記デッキにデッキを任意の方向に移動させるための移
動方向と移動速度とを指示する操作装置を設け、 該操作装置からの操作信号と前記各検出手段からの検出
信号とを受けて前記デッキを前記操作装置の指示に基づ
いて直線的に移動させるように前記駆動手段を駆動制御
する演算制御装置を備えた高所作業車の制御装置であっ
て、 前記操作装置は、前記旋回体の旋回面を含む平面内にお
けるデッキの特定の第１直線の方向の移動速度成分を指
令出力する第１操作手段と、前記旋回面を含む平面内で
前記第１直線に直交する第２直線の方向の移動速度成分
を指令出力する第２操作手段と、前記旋回面を含む平面
に直交する第３直線の方向の移動速度成分を指令出力す
る第３操作手段とを備え、 前記演算制御装置は、前記第１ないし第３操作手段から
の各移動速度成分のベクトル合成としてのアーム先端部
の３次元空間内での移動方向と移動速度とを算出し、前
記算出結果であるアーム先端部の移動方向と移動速度
と、前記各検出手段からの検出信号とから、前記アーム
の旋回面に対する角度を一定に保持して変えないように
駆動しながら、前記移動方向と移動速度に係る移動方向
と移動速度で３次元空間内を移動するに必要な前記各駆
動手段の各制御信号を出力することを特徴とする高所作
業車の制御装置。1. A revolving body which is revolved by a revolving drive means via a revolving device is installed on a traveling body, and a telescopic boom which is raised and lowered by an up-and-down driving means and expanded and contracted by a telescopic driving means is attached to the revolving body. At the end of the telescopic boom, one or a plurality of arms which can be turned up and down relative to each other are attached so as to be able to turn up and down, and the deck can be turned horizontally by the horizontal holding means and horizontally by the turning drive means. Mounting, the boom swivel angle detecting means, the telescopic boom undulation angle detecting means, the telescopic boom length detecting means, the boom and arm angle detecting means or / and the arm when a plurality of arms are provided. An operation device for instructing a moving direction and a moving speed for moving the deck in an arbitrary direction is provided on the deck; An aerial work vehicle having an arithmetic and control unit that drives and controls the driving unit so as to linearly move the deck based on an instruction from the operating device in response to the operation signal and the detection signal from each of the detection units A control device for outputting a command of a moving speed component in a direction of a specific first straight line of the deck in a plane including the turning surface of the revolving body, and the operating device; A second operating means for commanding a moving speed component in a direction of a second straight line orthogonal to the first straight line in a plane including the first straight line, and a commanding command for a moving speed component in a direction of a third straight line orthogonal to a plane including the turning surface; A third operating means for outputting, and the arithmetic and control unit comprises: a moving direction and a moving speed in a three-dimensional space of a tip of the arm as a vector composition of each moving speed component from the first to third operating means. And calculate the From the movement direction and movement speed of the arm tip as a result of the movement, and the detection signal from each of the detection means, the driving direction is maintained while keeping the angle with respect to the turning surface of the arm constant and not changing. And a control signal for each driving means required to move in a three-dimensional space in a moving direction and a moving speed related to the moving speed.
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|---|---|---|---|
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