JP5959329B2 - Horizontal balance device for pantograph type material handling equipment - Google Patents
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Description
本発明は、パンタグラフ式の荷役物運搬機のアームの水平の流れに関するものである。 The present invention relates to a horizontal flow of an arm of a pantograph type cargo handling machine.
従来技術では、アームの水平方向への流れを防止する為に、本体とアームを繋ぐスプリング又はエアーシリンダがあった。スプリングの場合は、スプリングの伸びの長さと引っ張る力は比例しているのに対し、比例関係にないアームパターンがあるため、アームの水平方向への流れを防止できないエリアがあった。エアーシリンダの場合は、シリンダに一定圧を供給して、常に一定の力で引っ張っている。しかし、アームは、台座中心側、台座外側、昇降の下側、昇降の上側の位置により、アームが水平に流れようとする力が違うので、作業者は操作が重い位置があった。(特許文献1)特許文献1には、スプリングの代わりにエアーシリンダを用いてもよいと記載してある。また、アームは鉄製が多く、荷役物が重いほどアームが撓み、荷役物が重いほどアームが水平方向に流れやすくなる。水平とは、台座中心に外側から内側、内側から外側への方向をいう。ちなみに、旋回は、台座を中心に円周に回す事を言う。この発明では、水平方向の操作を述べる。
In the prior art, there has been a spring or an air cylinder that connects the main body and the arm in order to prevent the arm from flowing in the horizontal direction. In the case of a spring, the extension length of the spring is proportional to the pulling force, but there is an arm pattern that is not in proportion, so there is an area where the flow of the arm in the horizontal direction cannot be prevented. In the case of an air cylinder, a constant pressure is supplied to the cylinder and is always pulled with a constant force. However, the arm has a heavy operation position because the force with which the arm tries to flow horizontally differs depending on the position of the pedestal center side, the pedestal outside, the lower side of the lift, and the upper side of the lift. (Patent Document 1)
図10は、従来の荷役物運搬機の概要図と第1アームと本体とを繋ぐシリンダとスプリングを取り付けた、エリアの区分けである。台座21に荷役物運搬機22が取り付けられている。荷役物運搬機22は、第1アーム23、第2アーム24、昇降機構25、旋回台26、昇降機構25のモータ(図示せず)、本体27と第1アーム23を繋いだシリンダ28とスプリング29を備えており、3次元に荷役物を運搬できる。荷役物と吊り具は図示していない。昇降機構25は本体27の中にある。エリアA〜Oのマス30は、側面から見た第2アーム24の先端の位置で、水平方向と上下方向の範囲を区切っている。水平方向をX軸、上下方向をY軸としている。後述する操作力とその方向について説明する。エリアA・B・F・G・K・Lは、第2アーム24先端が内側に流れようとする。エリアD・E・I・J・N・Oは、第2アーム24先端が外側に流れようとする。よって、流れようとする方向の逆方向に移動する時の作業者の操作力の数値を用いる。エリアC・H・Mは、中立している場合もあるが、外側又は内側に流れようとする場合もあるので、操作力が大きい方を採用した。例え中立しても、荷役物重量が増えるほど、操作力は大きくなる。図10の従来例と図1の実施例1は、荷役物を持ち上げ可能な定格重量が340kgの荷役物運搬機である。荷役物と吊り具は図示していない。
FIG. 10 is a schematic diagram of a conventional cargo handling equipment, and an area division in which a cylinder and a spring connecting the first arm and the main body are attached. A
図11は、シリンダ28の供給圧が一定時の荷役物が350kgの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が350kgの状態の操作力は、エリアA:22.3kgf、エリアB:7.1kgfであり、エリアAからエリアOまで記載してある。荷役物350kgは、重量が重いので、エリアA・F・C・D・E・I・J・N・Oでは、作業者が操作部から手を放すと、アームが流れてしまう。その他のエリアは、流れはしないが、エリアによっては、流れようとする力が働いている。シリンダ28の供給圧は、どのエリアも0.4kgf/cm2である。
FIG. 11 shows the operating force when the cargo handling material is 350 kg when the supply pressure of the
図12は、シリンダ28の供給圧が一定時の荷役物が240kgの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が240kgの状態の操作力は、エリアA:16.1kgf、エリアB:4.6kgfであり、エリアAからエリアOまで記載してある。シリンダ28の供給圧は、どのエリアも0.4kgf/cm2である。
FIG. 12 shows the operating force when the load is 240 kg when the supply pressure of the
図13は、シリンダ28の供給圧が一定時の荷役物が0kgの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が0kgの状態の操作力は、エリアA:2.4kgf、エリアB:1.1kgfであり、エリアAからエリアOまで記載してある。シリンダ28の供給圧は、どのエリアも0.4kgf/cm2である。
FIG. 13 shows the operating force when the load is 0 kg when the supply pressure of the
また、従来技術には、水平の操作をモータを使って、水平駆動させるものがあった。これは操作レバーからの力をセンサーが感知してモータを駆動していた。よって、モータ駆動の為、全くアームの水平の流れは無い。しかし、操作レバー以外の、アームや荷役物を持って水平移動はできなかった。また、モータ駆動は、そのモータの特性上、スプリングやエアーシリンダに比べ、水平移動がスムースでなかった。(特許文献2) Further, in the prior art, there has been one in which a horizontal operation is horizontally driven using a motor. This is because the sensor senses the force from the control lever and drives the motor. Therefore, since the motor is driven, there is no horizontal flow of the arm. However, it was not possible to move horizontally with arms and cargo handling equipment other than the control lever. Further, the motor drive was not smoothly moved horizontally compared to the spring and air cylinder due to the characteristics of the motor. (Patent Document 2)
解決しようとする問題点は、スプリングや一定圧のエアーシリンダを用いた水平バランス装置では、アームが流れようとするので操作力が大きくなる点である。 The problem to be solved is that, in a horizontal balance device using a spring or a constant pressure air cylinder, the arm tends to flow, so that the operating force increases.
本発明は、アームの位置と荷役物の重量に応じて、水平バランス装置のエアーシリンダへの供給圧を可変させることを最も主要な特徴とする。 The main feature of the present invention is that the supply pressure to the air cylinder of the horizontal balance device is made variable in accordance with the position of the arm and the weight of the cargo item.
本発明の水平バランス装置では、アーム流れが無くなり、スムースな水平移動の操作ができる利点がある。 The horizontal balance device of the present invention has an advantage that an arm flow is eliminated and a smooth horizontal movement operation can be performed.
アームの角度でアーム先端位置をセンシングして、第2アーム先端位置と荷役物重量に応じて、エアーシリンダの供給圧を制御して、スムースな水平移動の操作を実現した。 The arm tip position is sensed by the angle of the arm, and the supply pressure of the air cylinder is controlled according to the second arm tip position and the weight of the cargo handling material, thereby realizing a smooth horizontal movement operation.
図1は、実施例1の荷役物運搬機と側面エリアの区分けである。台座1に荷役物運搬機2が取り付けられている。荷役物運搬機2は、第1アーム3、第2アーム4、昇降機構5、旋回台6、昇降機構5のモータ(図示せず)、本体7と第1アーム3を繋いだシリンダ8、
本体7と第1アーム3を繋いだスプリング9、シリンダ8の制御部(図示せず)を備えており、3次元に荷役物を運搬できる。荷役物と吊り具は図示していない。昇降機構5は本体7の中にある。エリアA〜Oのマス10は、側面から見た第2アーム4の先端の位置で、水平方向と上下方向の範囲を区切っている。水平方向をX軸、上下方向をY軸としている。第1アーム3と第2アーム4の角度により、第2アーム4の先端位置をセンシングするセンサ(図示せず)を備えている。
FIG. 1 shows a division of a cargo handling material carrier and a side area according to the first embodiment. A
A control unit (not shown) for the
図2は、実施例1の荷役物が350kg時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図1のマス10と同じである。エリアA:4.8kgf/cm2、エリアB:4.8kgf/cm2
であり、エリアAからエリアOまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアBからエリアCに移動した時、斜線部分は、シリンダ8の供給圧が4.8kgf/cm2
から4.6kgf/cm2に適宜可変する可変エリアである。エリアBからエリアHに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。
FIG. 2 is a table of cylinder supply pressure when the cargo handling material of Example 1 is 350 kg. The positional relationship is the same as the cell 10 in FIG. Area A: 4.8 kgf / cm2, Area B: 4.8 kgf / cm2
The area A to the area O are indicated. The hatched portion of the area varies depending on the location when the area moves. When moving from area B to area C, the hatched portion indicates that the supply pressure of the cylinder 8 is 4.8 kgf /
It is a variable area that can be appropriately changed from 4.6 to 4.6 kgf /
図3は、実施例1の荷役物が240kg時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図1のマス10と同じである。エリアA:3.4kgf/cm2、エリアB:3.4kgf/cm2
であり、エリアAからエリアOまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアBからエリアCに移動した時、斜線部分は、シリンダの供給圧が3.4kgf/cm2
から3.0kgf/cm2に適宜可変する可変エリアである。エリアBからエリアHに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。
FIG. 3 is a table of cylinder supply pressure when the cargo handling material of Example 1 is 240 kg. The positional relationship is the same as the cell 10 in FIG. Area A: 3.4 kgf / cm2, Area B: 3.4 kgf / cm2
The area A to the area O are indicated. The hatched portion of the area varies depending on the location when the area moves. When moving from area B to area C, the shaded area indicates that the cylinder supply pressure is 3.4 kgf /
It is a variable area that can be appropriately changed from 3.0 to 3.0 kgf /
図4は、実施例1の荷役物が100kg時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図1のマス10と同じである。エリアA:1.5kgf/cm2、エリアB:1.9kgf/cm2 であり、エリアAからエリアOまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアBからエリアCに移動した時、斜線部分は、シリンダの供給圧が1.9kgf/cm2 から1.5kgf/cm2に適宜可変する可変エリアである。エリアBからエリアHに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。
FIG. 4 is a table of cylinder supply pressure when the cargo handling material of Example 1 is 100 kg. The positional relationship is the same as the cell 10 in FIG. Area A: 1.5 kgf /
図5は、実施例1の荷役物が無く0kg時のシリンダの供給圧のテーブルである。位置関係は、図1のマス10と同じである。エリアA:0.9kgf/cm2、エリアB:1.3kgf/cm2
であり、エリアAからエリアOまで記載してある。エリアの斜線部分は、エリアが移動する時に、その場所に応じて可変する。エリアBからエリアCに移動した時、斜線部分は、シリンダの供給圧が1.3kgf/cm2
から1.2kgf/cm2に適宜可変する可変エリアである。エリアBからエリアHに移動するときも同様に適宜可変する。可変させるのは、制御部で演算する。
FIG. 5 is a table of cylinder supply pressure when there is no cargo handling material of Example 1 and 0 kg. The positional relationship is the same as the cell 10 in FIG. Area A: 0.9 kgf / cm2, Area B: 1.3 kgf / cm2
The area A to the area O are indicated. The hatched portion of the area varies depending on the location when the area moves. When moving from area B to area C, the shaded area indicates that the cylinder supply pressure is 1.3 kgf /
This is a variable area that can be appropriately changed from 1.2 to 1.2 kgf /
図6は、実施例1の制御のフロー図である。最初に、演算11で、第1アーム3と第2アーム4の角度から第2アーム4の先端位置を演算する。次に、演算12で、現在のX座標でのシリンダ圧を、4つあるシリンダ圧テーブを参照して、4テーブル分を演算する。次に、演算13で、現在のY座標でのシリンダ圧を、演算12の演算結果を参照して、4テーブル分を演算する。次に、演算14で、最適シリンダ圧を、現在のモータ電流値と、演算13の演算結果を参照して演算する。言い換えると、3の時点で、4つあるシリンダ圧テーブルごとに最適シリンダ圧が演算されているいるので、それらを1次式でつなぎ、現在の荷役物重量に最適なシリンダの供給圧を演算する。荷役物重量は、昇降機構のモータの電流値で判る。次に、演算15で、演算結果を電空レギュレーターに出力する。電空レギュレーターに出力された結果を基にシリンダ8に最適なエアー圧が供給される。よって、第2アーム4の先端位置と、荷役物の重量に応じて、適宜シリンダ8の供給圧を制御する。
FIG. 6 is a control flowchart of the first embodiment. First, in a calculation 11, the tip position of the
図7は、実施例1の荷役物が350kgの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が350kgの状態の操作力は、エリアA:3.8kgf、エリアB:3.6kgfであり、エリアAからエリアOまで記載してある。 FIG. 7 shows the operating force when the cargo handling material of Example 1 is 350 kg. The operating force is a numerical value at the center of each area. The numbers are different at the edge and center of the area. The operating force when the cargo handling item is 350 kg is area A: 3.8 kgf, area B: 3.6 kgf, and is described from area A to area O.
図8は、実施例1の荷役物が240kgの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が240kgの状態の操作力は、エリアA:3.6kgf、エリアB:2.9kgfであり、エリアAからエリアOまで記載してある。 FIG. 8 shows the operating force when the cargo handling item of Example 1 is 240 kg. The operating force is a numerical value at the center of each area. The numbers are different at the edge and center of the area. The operating force when the cargo handling item is 240 kg is area A: 3.6 kgf, area B: 2.9 kgf, and is described from area A to area O.
図9は、実施例1の荷役物が無く0kgの状態の操作力である。操作力は、各エリアの中心での数値である。エリアの端と中心では数値が違う。荷役物が0kgの状態の操作力は、エリアA:1.2kgf、エリアB:0.8kgfであり、エリアAからエリアOまで記載してある。 FIG. 9 shows the operating force in the state of 0 kg without the cargo handling material of Example 1. The operating force is a numerical value at the center of each area. The numbers are different at the edge and center of the area. The operating force when the load is 0 kg is area A: 1.2 kgf, area B: 0.8 kgf, and is described from area A to area O.
作動の流れを説明する。荷役物の重量が350kgの場合、エリアFでは、図2に示すシリンダ8の供給圧は
1.9kgf/cm2である。エリアFからエリアGに移動する過程で、図2の斜線部分を通過してエリアGに移動する。よって、図6のフロー図のように、最適なシリンダ8の供給圧を演算し、エアーがシリンダ8に供給される。エリアGでは、シリンダ8の供給圧は2.0kgf/cm2となる。斜線部分を通過する時は、シリンダ8の供給圧は徐々に変化する。シリンダ8の供給圧を一気に切替えると、ギクシャクした動きになるから、徐々に変化させる制御である。
The flow of operation will be described. When the weight of the cargo item is 350 kg, in area F, the supply pressure of the cylinder 8 shown in FIG. 2 is 1.9 kgf /
荷役物が350kgの場合で従来と本発明の操作力を比較する。エリアFでは、従来のシリンダ8の供給圧が一定の場合はエリアF7.9kgf、エリアG5.2kgfを必要としていた。本発明のシリンダ8の供給圧をエリア毎と重量に合わせて可変させた場合はエリアF3.9kgf、エリアG3.8kgfとなり、水平の操作力が少なくなり、作業者は快適な操作が可能になる。特に、エリアAの操作力を比較すると、顕著である。鉄製のアームは、荷役物が重くなるほどアームが撓みやすくなるが、本発明で、アームが水平に流れなくなる。 The handling force of the present invention is compared with that of the present invention when the load is 350 kg. In area F, when the supply pressure of the conventional cylinder 8 is constant, area F 7.9 kgf and area G 5.2 kgf are required. When the supply pressure of the cylinder 8 of the present invention is varied according to the area and weight, the area F becomes 3.9 kgf and the area G 3.8 kgf, and the horizontal operation force is reduced, so that the operator can perform a comfortable operation. . This is particularly noticeable when the operating force in area A is compared. The iron arm becomes easier to bend as the cargo item is heavier, but the arm does not flow horizontally in the present invention.
実施例1では、シリンダ8とスプリング9の両方を用いるが、スプリング9を用いずシリンダ8単体の構成も良い。しかし、シリンダ8とスプリング9の両方を用いることで、シリンダ単体の構成よりエアー供給量を削減でき省エネである。また、万が一、エアーの急激な排出というトラブルが起きたとしても、スプリングでアームの挙動を抑えることができる。
In the first embodiment, both the cylinder 8 and the
1 台座
2 荷役物運搬機
3 第1アーム
4 第2アーム
5 昇降機構
6 旋回台
7 本体
8 シリンダ
9 スプリング
10 マス
11 演算
12 演算
13 演算
14 演算
15 演算
21 台座
22 荷役物運搬機
23 第1アーム
24 第2アーム
25 昇降機構
26 旋回台
27 本体
28 シリンダ
29 スプリング
30 マス
1
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