JPH06312386A - 位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置 - Google Patents
位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置Info
- Publication number
- JPH06312386A JPH06312386A JP12920393A JP12920393A JPH06312386A JP H06312386 A JPH06312386 A JP H06312386A JP 12920393 A JP12920393 A JP 12920393A JP 12920393 A JP12920393 A JP 12920393A JP H06312386 A JPH06312386 A JP H06312386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- suspended load
- crane
- reaction force
- robot
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 クレーンで荷役される吊り荷の位置決め作業
を自動的に行なう。 【構成】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロープ
で荷役作業を行なうクレーンCRと、吊り荷を目標位置
に押動するロボットRBと、吊り荷を押動するときにロ
ボットが受ける反力を検出する力センサ58と、検出さ
れた反力にしたがって、吊り荷を目標位置へ押動してい
る方向を演算し、演算された方向へ吊り荷を移動させる
ためのクレーンの各部の動作量を演算するマイクロコン
ピュータ55と、無線で送信されてくるクレーン各部の
動作量でクレーンが駆動されるようにクレーンの動作を
制御するマイクロコンピュータ8およびコントロールバ
ルブ10a〜10eとを備える位置決め装置。
を自動的に行なう。 【構成】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロープ
で荷役作業を行なうクレーンCRと、吊り荷を目標位置
に押動するロボットRBと、吊り荷を押動するときにロ
ボットが受ける反力を検出する力センサ58と、検出さ
れた反力にしたがって、吊り荷を目標位置へ押動してい
る方向を演算し、演算された方向へ吊り荷を移動させる
ためのクレーンの各部の動作量を演算するマイクロコン
ピュータ55と、無線で送信されてくるクレーン各部の
動作量でクレーンが駆動されるようにクレーンの動作を
制御するマイクロコンピュータ8およびコントロールバ
ルブ10a〜10eとを備える位置決め装置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クレーンの荷役作業に
使用する位置決め用ロボット、その建設ロボットを使用
した吊り荷の位置決め装置および位置決め用ロボットと
クレーンなど互に離間して移動する2つの移動体の相互
位置を検出する装置に関する。
使用する位置決め用ロボット、その建設ロボットを使用
した吊り荷の位置決め装置および位置決め用ロボットと
クレーンなど互に離間して移動する2つの移動体の相互
位置を検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、擁壁などの重量物をクレーンで持
上げて所定の位置に設置する作業においては、クレーン
で持上げられた重量物を目的地に接近させ、目的地に配
置された作業者が重量物を手で動かして位置決めを行な
ったり、クレーンのオペレータに指示をしながら重量物
の位置決めを行なって所定箇所に重量物を設置するよう
にしている。
上げて所定の位置に設置する作業においては、クレーン
で持上げられた重量物を目的地に接近させ、目的地に配
置された作業者が重量物を手で動かして位置決めを行な
ったり、クレーンのオペレータに指示をしながら重量物
の位置決めを行なって所定箇所に重量物を設置するよう
にしている。
【0003】しかしながら、このような位置決め作業
は、作業現場の足場が悪かったり、重量物を扱うために
危険がともなう。そこで、このような重量物の位置決め
を補助する位置決め用ロボットが特開昭62−2597
87号公報に提案されている。この従来の位置決め用ロ
ボットでは、自走式作業車両の上部にX−Yステージを
設置し、クレーンで吊り上げられた重量物、たとえば水
平梁をハンド装置でハンドリングし、X−Yステージを
操作して水平梁を予め設置されている支柱の接続部に位
置決めする。
は、作業現場の足場が悪かったり、重量物を扱うために
危険がともなう。そこで、このような重量物の位置決め
を補助する位置決め用ロボットが特開昭62−2597
87号公報に提案されている。この従来の位置決め用ロ
ボットでは、自走式作業車両の上部にX−Yステージを
設置し、クレーンで吊り上げられた重量物、たとえば水
平梁をハンド装置でハンドリングし、X−Yステージを
操作して水平梁を予め設置されている支柱の接続部に位
置決めする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の位置決め用ロボットには次のような問題がある。 (1)この位置決め用ロボットでは、上述したように重量
物をハンドリングアームで把持した上で、X−Yステー
ジで位置決めを行なうため、 互いに直交するxおよびy方向にしか重量物を位置調
整できない。 作業に先立って走行体を適所に設置する作業が不可欠
である。 屋外でのクレーン作業のように、対象物の設置目標箇
所が逐一変わるような場合には適用しずらい。すなわ
ち、自走車体を固定したままだと吊り荷の移動方向がx
方向または直交するy方向に限られてしまい、吊り荷移
動方向の自由度が低い。
来の位置決め用ロボットには次のような問題がある。 (1)この位置決め用ロボットでは、上述したように重量
物をハンドリングアームで把持した上で、X−Yステー
ジで位置決めを行なうため、 互いに直交するxおよびy方向にしか重量物を位置調
整できない。 作業に先立って走行体を適所に設置する作業が不可欠
である。 屋外でのクレーン作業のように、対象物の設置目標箇
所が逐一変わるような場合には適用しずらい。すなわ
ち、自走車体を固定したままだと吊り荷の移動方向がx
方向または直交するy方向に限られてしまい、吊り荷移
動方向の自由度が低い。
【0005】(2)ハンドリングアームでハンドリングす
る重量物はクレーンで吊り下げられていて、垂直方向に
移動する。そのため、重量物の垂直方向位置を調整する
ときには、重量物を把持しているハンドリングアームを
いったん開き、その上で重量物を移動させる必要があ
り、ロボットで位置調整しきれないときにはハンドリン
グアームが吊り荷をいったん解放してクレーンで位置調
整する作業が不可欠で作業効率が悪い。
る重量物はクレーンで吊り下げられていて、垂直方向に
移動する。そのため、重量物の垂直方向位置を調整する
ときには、重量物を把持しているハンドリングアームを
いったん開き、その上で重量物を移動させる必要があ
り、ロボットで位置調整しきれないときにはハンドリン
グアームが吊り荷をいったん解放してクレーンで位置調
整する作業が不可欠で作業効率が悪い。
【0006】(3)位置決め用ロボットの操縦を有線で接
続された操作ボックスから行なうが、クレーンとの距離
が離れている場合には、クレーンオペレータとの連携操
作が難しい。たとえば、位置決め用ロボット側で重量物
を押し切れないときにはクレーンで重量物を移動する必
要があるが、そのときの重量物の移動方向をクレーンの
オペレータに的確に通知するのが難しい。
続された操作ボックスから行なうが、クレーンとの距離
が離れている場合には、クレーンオペレータとの連携操
作が難しい。たとえば、位置決め用ロボット側で重量物
を押し切れないときにはクレーンで重量物を移動する必
要があるが、そのときの重量物の移動方向をクレーンの
オペレータに的確に通知するのが難しい。
【0007】本発明の目的は、クレーンで荷役される吊
り荷の位置決め作業に広範囲に使用できる位置決め用ロ
ボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置
を提供することにある。
り荷の位置決め作業に広範囲に使用できる位置決め用ロ
ボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図に対応
づけて本発明を説明する。請求項1の発明による位置決
め用ロボットは、自走式車両本体31と、自走式車両本
体31に取り付けられ、吊り荷を少なくとも水平面内の
任意の方向に押動するようにその姿勢が変更でき、先端
に手先効果器46を有するアーム体40と、アーム体4
0を駆動する駆動手段34,43,44,45とを具備
する。請求項2の位置決め用ロボットは、手先効果器4
6の先端面に、吊り荷の鉛直方向の動きを円滑にさせる
すべり手段46aを設けたものである。請求項3の位置
決め用ロボットは、アーム体40が吊り荷を押動すると
きに受ける反力を検出する反力検出手段58と、検出さ
れた反力に基づいて、アーム体40で吊り荷の位置を変
更できるかできないかを判定する判定手段55とを具備
するものである。請求項4のロボットは、反力検出手段
58で検出される反力の大きさとこの反力にしたがって
演算される吊り荷の移動方向とを表示する表示手段64
を具備するものである。請求項5の発明による位置決め
装置は、ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロープで
荷役作業を行なうクレーンCRと、このクレーンCRで
吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動するロボットR
Bと、吊り荷を押動するときにロボットRBが受ける反
力を検出する反力検出手段58と、検出された反力にし
たがって、吊り荷が押動されている方向を演算する方向
演算手段55と、この方向演算手段55で演算された方
向へ吊り荷を移動させるためのクレーンCRの動作量を
演算する動作量演算手段55と、演算された動作量でク
レーンCRを駆動する駆動制御手段8,10a〜10e
とを具備する。請求項6の位置決め装置は、検出された
反力に基づいて、ロボットが吊り荷を押切れるか否かを
判定する判定手段55と、この判定手段55で吊り荷を
押切れないことが判定されるとき、駆動制御手段でクレ
ーンCRを駆動するように指示する指示手段55とを具
備するものである。請求項7の位置決め装置は、クレー
ンCRとロボットRBにそれぞれ方位検出手段24,5
9を備え、方向演算手段55は、各方位検出手段で検出
したクレーンとロボットの各検出方位の差に基づいて、
算出された吊り荷の押動方向をクレーンの吊り荷移動方
向に変換するように構成したものである。請求項8の位
置決め装置は、動作量演算手段55を、ロボットの最大
押動力F1imと吊り荷の重量MLOと吊り荷が吊り下げら
れているワイヤロープ長LWとに基づいて、荷を押動で
きる距離TMを演算する手段と、演算された押動方向と
押動距離とに基づいて、クレーンで吊り荷を移動するた
めのクレーン各部の動作量dθ,dθB,dLWを演算す
る手段とで構成したものである。請求項9の発明による
位置決め装置は、請求項5の位置決め装置に加えて、反
力検出手段58で検出される反力の大きさとこの反力に
したがって演算される吊り荷の移動方向とを表示する表
示手段64を具備するものである。請求項10の位置決
め装置は、検出された反力に基づいて、ロボットRBが
吊り荷を押切れるか否かを判定する判定手段55と、こ
の判定手段55で吊り荷を押切れないことが判定される
とき、駆動制御手段でクレーンCRを駆動するように指
示する指示手段55と、判定手段55によって吊り荷を
押切れないと判定されたときの反力の方向を基準とした
吊り荷蛇行許容領域を設定する領域設定手段55と、ク
レーンCRで吊り荷を移動するときに、反力検出手段5
8で検出される反力の方向が許容領域内か否かを判定す
る領域判定手段55と、この領域判定手段55により、
反力検出手段58で検出される反力の方向が許容領域か
ら外れていると判定されたときに、クレーンCRによる
吊り荷の移動を停止させる停止手段55とを具備するも
のである。請求項11の発明による位置決め装置は、請
求項5の位置決め装置に加えて、クレーンCRによる吊
り荷の移動が正常か異常かを判定し、異常判定時にクレ
ーンCRによる吊り荷の移動を停止させる異常判定停止
手段55を具備するものである。請求項12の発明は、
異常判定停止手段が、検出された反力に基づいて演算さ
れた前記吊り荷の移動経路が異常か正常かを判定する手
段を含むようにしたものである。請求項13の発明は、
異常判定停止手段が、検出された反力の大きさが異常か
正常かを判定する手段を含むようにしたものである。請
求項14による相互位置検出装置は、2つの移動体C
R,RBの相互の位置関係を認識する装置において、各
移動体に設けられた方位検出手段24,59と、各方位
検出手段24,59からの検出結果に基づいて、各移動
体の方位の差を求め、両移動体の位置関係を演算する演
算手段55とを具備する。
づけて本発明を説明する。請求項1の発明による位置決
め用ロボットは、自走式車両本体31と、自走式車両本
体31に取り付けられ、吊り荷を少なくとも水平面内の
任意の方向に押動するようにその姿勢が変更でき、先端
に手先効果器46を有するアーム体40と、アーム体4
0を駆動する駆動手段34,43,44,45とを具備
する。請求項2の位置決め用ロボットは、手先効果器4
6の先端面に、吊り荷の鉛直方向の動きを円滑にさせる
すべり手段46aを設けたものである。請求項3の位置
決め用ロボットは、アーム体40が吊り荷を押動すると
きに受ける反力を検出する反力検出手段58と、検出さ
れた反力に基づいて、アーム体40で吊り荷の位置を変
更できるかできないかを判定する判定手段55とを具備
するものである。請求項4のロボットは、反力検出手段
58で検出される反力の大きさとこの反力にしたがって
演算される吊り荷の移動方向とを表示する表示手段64
を具備するものである。請求項5の発明による位置決め
装置は、ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロープで
荷役作業を行なうクレーンCRと、このクレーンCRで
吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動するロボットR
Bと、吊り荷を押動するときにロボットRBが受ける反
力を検出する反力検出手段58と、検出された反力にし
たがって、吊り荷が押動されている方向を演算する方向
演算手段55と、この方向演算手段55で演算された方
向へ吊り荷を移動させるためのクレーンCRの動作量を
演算する動作量演算手段55と、演算された動作量でク
レーンCRを駆動する駆動制御手段8,10a〜10e
とを具備する。請求項6の位置決め装置は、検出された
反力に基づいて、ロボットが吊り荷を押切れるか否かを
判定する判定手段55と、この判定手段55で吊り荷を
押切れないことが判定されるとき、駆動制御手段でクレ
ーンCRを駆動するように指示する指示手段55とを具
備するものである。請求項7の位置決め装置は、クレー
ンCRとロボットRBにそれぞれ方位検出手段24,5
9を備え、方向演算手段55は、各方位検出手段で検出
したクレーンとロボットの各検出方位の差に基づいて、
算出された吊り荷の押動方向をクレーンの吊り荷移動方
向に変換するように構成したものである。請求項8の位
置決め装置は、動作量演算手段55を、ロボットの最大
押動力F1imと吊り荷の重量MLOと吊り荷が吊り下げら
れているワイヤロープ長LWとに基づいて、荷を押動で
きる距離TMを演算する手段と、演算された押動方向と
押動距離とに基づいて、クレーンで吊り荷を移動するた
めのクレーン各部の動作量dθ,dθB,dLWを演算す
る手段とで構成したものである。請求項9の発明による
位置決め装置は、請求項5の位置決め装置に加えて、反
力検出手段58で検出される反力の大きさとこの反力に
したがって演算される吊り荷の移動方向とを表示する表
示手段64を具備するものである。請求項10の位置決
め装置は、検出された反力に基づいて、ロボットRBが
吊り荷を押切れるか否かを判定する判定手段55と、こ
の判定手段55で吊り荷を押切れないことが判定される
とき、駆動制御手段でクレーンCRを駆動するように指
示する指示手段55と、判定手段55によって吊り荷を
押切れないと判定されたときの反力の方向を基準とした
吊り荷蛇行許容領域を設定する領域設定手段55と、ク
レーンCRで吊り荷を移動するときに、反力検出手段5
8で検出される反力の方向が許容領域内か否かを判定す
る領域判定手段55と、この領域判定手段55により、
反力検出手段58で検出される反力の方向が許容領域か
ら外れていると判定されたときに、クレーンCRによる
吊り荷の移動を停止させる停止手段55とを具備するも
のである。請求項11の発明による位置決め装置は、請
求項5の位置決め装置に加えて、クレーンCRによる吊
り荷の移動が正常か異常かを判定し、異常判定時にクレ
ーンCRによる吊り荷の移動を停止させる異常判定停止
手段55を具備するものである。請求項12の発明は、
異常判定停止手段が、検出された反力に基づいて演算さ
れた前記吊り荷の移動経路が異常か正常かを判定する手
段を含むようにしたものである。請求項13の発明は、
異常判定停止手段が、検出された反力の大きさが異常か
正常かを判定する手段を含むようにしたものである。請
求項14による相互位置検出装置は、2つの移動体C
R,RBの相互の位置関係を認識する装置において、各
移動体に設けられた方位検出手段24,59と、各方位
検出手段24,59からの検出結果に基づいて、各移動
体の方位の差を求め、両移動体の位置関係を演算する演
算手段55とを具備する。
【0009】
−請求項1− 吊り荷は、アーム体40の手先効果器46で把持される
ことなく、少なくとも水平面内の任意の方向に押動され
て位置決めされる。 −請求項2− 手先効果器46のすべり手段46aで吊り荷は押動さ
れ、吊り荷を鉛直方向に位置調整する時、すべり手段4
6aが回転し、手先効果器46の摩耗が抑制される。 −請求項3− 吊り荷を押動するときの反力を検出し、位置決め用ロボ
ットが押切れるか否かを判定する。 −請求項4− 反力の大きさと方向とが、ロボットRBの表示手段64
にベクトル表示される。 −請求項5− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットRBが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。 −請求項6− 吊り荷を押動するときの反力から、位置決め用ロボット
が押切れるか否かを判定し、押切れないと判定されたと
きはクレーンで吊り荷を移動する。 −請求項7− ロボットとクレーンの方位の差を求めて、ロボットの押
動方向をクレーンの移動方向に変換する。 −請求項8− ロボットの最大押動力F1imと吊り荷の重量MLOと吊り
荷が吊り下げられているワイヤロープ長LWとに基づい
て、ロボットが荷を押動できる距離TMを演算する。演
算された押動方向と押動距離とに基づいて、クレーンで
吊り荷を移動するためのクレーン各部の動作量dθ,d
θB,dLWを演算する。 −請求項9− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットRBが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。このとき、反力の大きさと方向とを表示手段64に
ベクトル表示する。 −請求項10− 判定手段55で吊り荷を押切れないことが判定される
と、ロボットRBの反力が減少するようにクレーンCR
は吊り荷を移動させる。判定手段55によって吊り荷を
押切れないと判定されたときの反力の方向を基準とした
吊り荷蛇行許容領域を設定し、クレーンCRで吊り荷を
移動するとき、反力の方向が許容領域から外れていると
判定されるとクレーンCRによる吊り荷の移動を停止す
る。 −請求項11− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットRBが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。クレーンによる吊り荷の移動が異常と判定される
と、クレーンによる吊り荷の移動を停止する。 −請求項12− 検出された反力から吊り荷の移動方向を演算し、この移
動方向が異常のときクレーンによる吊り荷の移動を停止
させる。 −請求項13− 検出された反力が異常のときクレーンによる吊り荷の移
動を停止させる。 −請求項14− 2つの移動体の方位をそれぞれ検出し、両方位の差を検
出して相互の位置関係を認識する。
ことなく、少なくとも水平面内の任意の方向に押動され
て位置決めされる。 −請求項2− 手先効果器46のすべり手段46aで吊り荷は押動さ
れ、吊り荷を鉛直方向に位置調整する時、すべり手段4
6aが回転し、手先効果器46の摩耗が抑制される。 −請求項3− 吊り荷を押動するときの反力を検出し、位置決め用ロボ
ットが押切れるか否かを判定する。 −請求項4− 反力の大きさと方向とが、ロボットRBの表示手段64
にベクトル表示される。 −請求項5− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットRBが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。 −請求項6− 吊り荷を押動するときの反力から、位置決め用ロボット
が押切れるか否かを判定し、押切れないと判定されたと
きはクレーンで吊り荷を移動する。 −請求項7− ロボットとクレーンの方位の差を求めて、ロボットの押
動方向をクレーンの移動方向に変換する。 −請求項8− ロボットの最大押動力F1imと吊り荷の重量MLOと吊り
荷が吊り下げられているワイヤロープ長LWとに基づい
て、ロボットが荷を押動できる距離TMを演算する。演
算された押動方向と押動距離とに基づいて、クレーンで
吊り荷を移動するためのクレーン各部の動作量dθ,d
θB,dLWを演算する。 −請求項9− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットRBが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。このとき、反力の大きさと方向とを表示手段64に
ベクトル表示する。 −請求項10− 判定手段55で吊り荷を押切れないことが判定される
と、ロボットRBの反力が減少するようにクレーンCR
は吊り荷を移動させる。判定手段55によって吊り荷を
押切れないと判定されたときの反力の方向を基準とした
吊り荷蛇行許容領域を設定し、クレーンCRで吊り荷を
移動するとき、反力の方向が許容領域から外れていると
判定されるとクレーンCRによる吊り荷の移動を停止す
る。 −請求項11− 吊り荷を押動するときの反力を検出して位置決め用ロボ
ットRBが押動する方向を算出し、その押動方向をクレ
ーンの移動方向に変換し、クレーンで吊り荷を移動す
る。クレーンによる吊り荷の移動が異常と判定される
と、クレーンによる吊り荷の移動を停止する。 −請求項12− 検出された反力から吊り荷の移動方向を演算し、この移
動方向が異常のときクレーンによる吊り荷の移動を停止
させる。 −請求項13− 検出された反力が異常のときクレーンによる吊り荷の移
動を停止させる。 −請求項14− 2つの移動体の方位をそれぞれ検出し、両方位の差を検
出して相互の位置関係を認識する。
【0010】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0011】
【実施例】以下、図1〜図9を参照して、本発明の一実
施例を説明する。図1は本発明による位置決め用ロボッ
トRBと荷役作業を行なうクレーンCRを示す。クレー
ンCRは、下部走行体UTと上部旋回体USとを有し、
上部旋回体USにブームBOが俯仰可能に装着されてい
る。上部旋回体USには不図示のウインチが設置され、
そのウインチで繰り出し繰込まれるワイヤロープWRに
より吊り荷LOが吊り下げられる。
施例を説明する。図1は本発明による位置決め用ロボッ
トRBと荷役作業を行なうクレーンCRを示す。クレー
ンCRは、下部走行体UTと上部旋回体USとを有し、
上部旋回体USにブームBOが俯仰可能に装着されてい
る。上部旋回体USには不図示のウインチが設置され、
そのウインチで繰り出し繰込まれるワイヤロープWRに
より吊り荷LOが吊り下げられる。
【0012】図2に示すように、上部旋回体USには原
動機1で駆動される油圧ポンプ2が設けられ、この油圧
ポンプ2からの吐出油により走行油圧モータ3L,3
R、旋回油圧モータ4、ブーム俯仰油圧モータ5および
巻上げ油圧モータ6が駆動される。各油圧モータは、各
油圧モータに対応してそれぞれ設けられる操作レバー7
の操作により駆動制御される。すなわち、操作レバー7
の操作量に応じた信号はマイクロコンピュータ8に入力
され、マイクロコンピュータ8は電磁弁コントローラ9
を介してコントロールバルブ10a〜10eに指令信号
を供給する。コントロールバルブ10a〜10eは指令
信号にしたがって切換動作して各油圧モータに圧油を供
給する。また、各油圧モータは操作レバー7の操作とは
無関係に、後述するフローチャートにしたがってマイク
ロコンピュータ8からの指令により自動的に駆動制御さ
れる。
動機1で駆動される油圧ポンプ2が設けられ、この油圧
ポンプ2からの吐出油により走行油圧モータ3L,3
R、旋回油圧モータ4、ブーム俯仰油圧モータ5および
巻上げ油圧モータ6が駆動される。各油圧モータは、各
油圧モータに対応してそれぞれ設けられる操作レバー7
の操作により駆動制御される。すなわち、操作レバー7
の操作量に応じた信号はマイクロコンピュータ8に入力
され、マイクロコンピュータ8は電磁弁コントローラ9
を介してコントロールバルブ10a〜10eに指令信号
を供給する。コントロールバルブ10a〜10eは指令
信号にしたがって切換動作して各油圧モータに圧油を供
給する。また、各油圧モータは操作レバー7の操作とは
無関係に、後述するフローチャートにしたがってマイク
ロコンピュータ8からの指令により自動的に駆動制御さ
れる。
【0013】図2にも示すように、上部旋回体USに
は、ウインチの回転角を検出する回転角センサ21、上
部旋回体USの旋回角度を検出する旋回角センサ22、
ブームの角度を検出するブーム角センサ23、およびク
レーンCRの下部走行体UTの進行方向の方位を検出す
る方位角センサ24がそれぞれ搭載されるとともに、ワ
イヤロープの一端には吊り荷重を検出するロードセル2
5が設けられ、それぞれマイクロコンピュータ8と接続
されている。また、上部旋回体USには送受信アンテナ
26と送受信機27が設けられ、位置決め用ロボットR
Bとの間で各種情報の送受信を行なう。28は送信スイ
ッチであり、クレーンCRから位置決め用ロボットRB
に各種情報を送信する時に操作される。29は、後述す
るような協調操作を選択する時にオン操作される協調モ
ード選択スイッチである。
は、ウインチの回転角を検出する回転角センサ21、上
部旋回体USの旋回角度を検出する旋回角センサ22、
ブームの角度を検出するブーム角センサ23、およびク
レーンCRの下部走行体UTの進行方向の方位を検出す
る方位角センサ24がそれぞれ搭載されるとともに、ワ
イヤロープの一端には吊り荷重を検出するロードセル2
5が設けられ、それぞれマイクロコンピュータ8と接続
されている。また、上部旋回体USには送受信アンテナ
26と送受信機27が設けられ、位置決め用ロボットR
Bとの間で各種情報の送受信を行なう。28は送信スイ
ッチであり、クレーンCRから位置決め用ロボットRB
に各種情報を送信する時に操作される。29は、後述す
るような協調操作を選択する時にオン操作される協調モ
ード選択スイッチである。
【0014】位置決め用ロボットRBは、図3にも示さ
れているように、自走式下部車体31と、この下部車体
31の上に設置された上部車体32とを備えている。上
部車体32には、アーム体40がピン33で連結され、
アーム体40はアームシリンダ34でピン33を中心に
水平面内で回動する。
れているように、自走式下部車体31と、この下部車体
31の上に設置された上部車体32とを備えている。上
部車体32には、アーム体40がピン33で連結され、
アーム体40はアームシリンダ34でピン33を中心に
水平面内で回動する。
【0015】アーム体40はそれぞれ左右一対の第1お
よび第2のアーム41および42を備え、第1のアーム
41の基端部はピン33で上部車体32に連結され、第
1のアーム41の先端部には第2アーム42がそれぞれ
回動可能に連結されている。一対の第1のアーム41の
間には第1のシリンダ43が介設され、一対の第1のア
ーム41を開閉する。第1および第2のアーム41,4
2の間には第2のシリンダ44が介設され、第2のアー
ム42のそれぞれはそれぞれ対応する第1のアーム41
に対して開閉する。
よび第2のアーム41および42を備え、第1のアーム
41の基端部はピン33で上部車体32に連結され、第
1のアーム41の先端部には第2アーム42がそれぞれ
回動可能に連結されている。一対の第1のアーム41の
間には第1のシリンダ43が介設され、一対の第1のア
ーム41を開閉する。第1および第2のアーム41,4
2の間には第2のシリンダ44が介設され、第2のアー
ム42のそれぞれはそれぞれ対応する第1のアーム41
に対して開閉する。
【0016】さらに、第2のアーム42のそれぞれの先
端には、第2のアーム42の長手方向に伸縮可能に延在
する第3のシリンダ45がそれぞれ設けられ、第3のシ
リンダ45のピストンロッド先端に手先効果器46がピ
ン結合されている。この手先効果器46は、図4に示す
ように、鉛直方向に回転するローラ46aを備え、手先
効果器46で吊り荷を押動したまま吊り荷の昇降が可能
になっている。
端には、第2のアーム42の長手方向に伸縮可能に延在
する第3のシリンダ45がそれぞれ設けられ、第3のシ
リンダ45のピストンロッド先端に手先効果器46がピ
ン結合されている。この手先効果器46は、図4に示す
ように、鉛直方向に回転するローラ46aを備え、手先
効果器46で吊り荷を押動したまま吊り荷の昇降が可能
になっている。
【0017】図5は位置決め用ロボットRBの油圧回路
と制御回路を示す。上部車体32には原動機51で駆動
される油圧ポンプ52が設けられ、この油圧ポンプ52
からの吐出油により走行油圧モータ53L,53R、ア
ームシリンダ34および第1〜第3のシリンダ43〜4
5が駆動される。油圧モータおよびシリンダは、各アク
チュエータに対応してそれぞれ設けられる操作レバー5
4の操作により駆動制御される。すなわち、操作レバー
54の操作量に応じた信号はマイクロコンピュータ55
に入力され、マイクロコンピュータ55は電磁弁コント
ローラ56を介してコントロールバルブ57a〜57h
に指令信号を供給する。コントロールバルブ57a〜5
7hは指令信号にしたがって切換動作して各アクチュエ
ータに圧油を供給する。
と制御回路を示す。上部車体32には原動機51で駆動
される油圧ポンプ52が設けられ、この油圧ポンプ52
からの吐出油により走行油圧モータ53L,53R、ア
ームシリンダ34および第1〜第3のシリンダ43〜4
5が駆動される。油圧モータおよびシリンダは、各アク
チュエータに対応してそれぞれ設けられる操作レバー5
4の操作により駆動制御される。すなわち、操作レバー
54の操作量に応じた信号はマイクロコンピュータ55
に入力され、マイクロコンピュータ55は電磁弁コント
ローラ56を介してコントロールバルブ57a〜57h
に指令信号を供給する。コントロールバルブ57a〜5
7hは指令信号にしたがって切換動作して各アクチュエ
ータに圧油を供給する。
【0018】58は周知の力センサであり、上部車体3
2と下部車体31との連結部に設けられ、アーム体40
を介して上部車体32が受ける反力の大きさを検出す
る。力センサ58は、水平面内で互いに直交するx方向
およびy方向の荷重成分に分解して反力を検出し、後述
するように、このx方向およびy方向の荷重成分に基づ
いて反力の方向を演算することができる。59は方位セ
ンサであり、下部車体31の進行方向の方位を検出す
る。60は送受信アンテナ、61は送受信機であり、ク
レーンCRとの間で各種の情報を送受信する。62は選
択スイッチであり、位置決め用ロボットRBで吊り荷の
位置決めをアシストするときに操作される。63は吊り
荷が目標位置に設定された時にオペレータが操作する設
定完了スイッチである。
2と下部車体31との連結部に設けられ、アーム体40
を介して上部車体32が受ける反力の大きさを検出す
る。力センサ58は、水平面内で互いに直交するx方向
およびy方向の荷重成分に分解して反力を検出し、後述
するように、このx方向およびy方向の荷重成分に基づ
いて反力の方向を演算することができる。59は方位セ
ンサであり、下部車体31の進行方向の方位を検出す
る。60は送受信アンテナ、61は送受信機であり、ク
レーンCRとの間で各種の情報を送受信する。62は選
択スイッチであり、位置決め用ロボットRBで吊り荷の
位置決めをアシストするときに操作される。63は吊り
荷が目標位置に設定された時にオペレータが操作する設
定完了スイッチである。
【0019】以上のように構成された位置決め用ロボッ
トRBとクレーンCRを使用して吊り荷を目標位置に位
置決めする手順について説明する。クレーンCRにより
吊り荷を吊り上げて目標位置まで移動させる。これは、
操作レバー7を操作してコントロールバルブ10a〜1
0eを適宜切換え、油圧モータ3〜6を駆動制御してク
レーンCRを走行したり、旋回したり、ブームを俯仰し
たり、あるいはワイヤロープを繰り出し、繰込むことに
より行なわれる。
トRBとクレーンCRを使用して吊り荷を目標位置に位
置決めする手順について説明する。クレーンCRにより
吊り荷を吊り上げて目標位置まで移動させる。これは、
操作レバー7を操作してコントロールバルブ10a〜1
0eを適宜切換え、油圧モータ3〜6を駆動制御してク
レーンCRを走行したり、旋回したり、ブームを俯仰し
たり、あるいはワイヤロープを繰り出し、繰込むことに
より行なわれる。
【0020】クレーンで吊り荷を目標位置近傍まで移動
した後、オペレータが送信スイッチ28を操作すると、
クレーンCR側のマイクロコンピュータ8は各センサか
らの検出信号に基づいて、図6に示すようなブーム長L
B、ブーム角度θB、ブーム先端から吊り荷までのワイヤ
ロープの長さLW、吊り荷の重量MLO、および下部走行
体の方位AZCを送信機27により送信アンテナ26から
位置決め用ロボットRBに送信する。なお、ワイヤロー
プの長さLWは、巻上げ用ウインチドラムの回転角を回
転角センサ21で検出し、マイクロコンピュータ8で演
算することにより求められる。
した後、オペレータが送信スイッチ28を操作すると、
クレーンCR側のマイクロコンピュータ8は各センサか
らの検出信号に基づいて、図6に示すようなブーム長L
B、ブーム角度θB、ブーム先端から吊り荷までのワイヤ
ロープの長さLW、吊り荷の重量MLO、および下部走行
体の方位AZCを送信機27により送信アンテナ26から
位置決め用ロボットRBに送信する。なお、ワイヤロー
プの長さLWは、巻上げ用ウインチドラムの回転角を回
転角センサ21で検出し、マイクロコンピュータ8で演
算することにより求められる。
【0021】クレーンCRから送信された以上の情報は
位置決め用ロボットRBの受信アンテナ60、送受信機
61で受信され、マイクロコンピュータ55のメモリに
格納される。
位置決め用ロボットRBの受信アンテナ60、送受信機
61で受信され、マイクロコンピュータ55のメモリに
格納される。
【0022】一方、操作レバー54を操作してコントロ
ールバルブ57gおよび57hを適宜切換え、油圧モー
タ53L,53Rを駆動制御して、目標位置に移動され
た吊り荷の近傍まで位置決め用ロボットRBを移動させ
る。次いで、操作レバー54を操作してシリンダ34,
43〜45を伸縮させて手先効果器46を吊り荷LOに
押し当てながら、吊り荷を目標位置に押動する。
ールバルブ57gおよび57hを適宜切換え、油圧モー
タ53L,53Rを駆動制御して、目標位置に移動され
た吊り荷の近傍まで位置決め用ロボットRBを移動させ
る。次いで、操作レバー54を操作してシリンダ34,
43〜45を伸縮させて手先効果器46を吊り荷LOに
押し当てながら、吊り荷を目標位置に押動する。
【0023】このときアーム体40が吊り荷から受ける
反力は力センサ58により、x,y方向の力〔FX,
FY,0,1〕Tおよびその方向〔xd,yd,0,1〕T
として検出される。なお、〔〕Tは転置行列を表す。力
センサ58の検出信号はマイクロコンピュータ55に送
出され、アーム体40が受ける反力の絶対値Fが、
反力は力センサ58により、x,y方向の力〔FX,
FY,0,1〕Tおよびその方向〔xd,yd,0,1〕T
として検出される。なお、〔〕Tは転置行列を表す。力
センサ58の検出信号はマイクロコンピュータ55に送
出され、アーム体40が受ける反力の絶対値Fが、
【数1】 F=(Fx2+Fy2)1/2 (1) としてマイクロコンピュータ55で常時演算される。
【0024】このようにしてマイクロコンピュータ55
で演算されている反力の絶対値Fは、予めマイクロコン
ピュータ55のメモリに格納されているアーム体40の
耐荷重F1imと比較され、F<F1imであればアーム
体40の姿勢を任意に変更させて吊り荷を目標位置へ位
置決めすることができる。マイクロコンピュータ55が
F≧F1imと判定すると、マイクロコンピュータ55は
コントロールバルブ57a〜57fに停止信号を供給し
てコントロールバルブ57a〜57fを閉じ、アーム体
40の動作をいったん止める。
で演算されている反力の絶対値Fは、予めマイクロコン
ピュータ55のメモリに格納されているアーム体40の
耐荷重F1imと比較され、F<F1imであればアーム
体40の姿勢を任意に変更させて吊り荷を目標位置へ位
置決めすることができる。マイクロコンピュータ55が
F≧F1imと判定すると、マイクロコンピュータ55は
コントロールバルブ57a〜57fに停止信号を供給し
てコントロールバルブ57a〜57fを閉じ、アーム体
40の動作をいったん止める。
【0025】マイクロコンピュータ55は、位置決め用
ロボットRB自身の下部車体31の方位AZRも読み込
み、メモリに格納されているクレーンCRの方位AZCと
この位置決め用ロボットRBの方位AZRとに基づいて、
クレーンCRと位置決め用ロボットRBとの相対位置関
係を演算して求め、アーム体40に作用する反力Fの方
向を、位置決め用ロボットRBの上部車体の座標系
(x,y,z)からクレーンCRの上部旋回体の座標系
(x’,y’,z’)に変換する演算を実行する。
ロボットRB自身の下部車体31の方位AZRも読み込
み、メモリに格納されているクレーンCRの方位AZCと
この位置決め用ロボットRBの方位AZRとに基づいて、
クレーンCRと位置決め用ロボットRBとの相対位置関
係を演算して求め、アーム体40に作用する反力Fの方
向を、位置決め用ロボットRBの上部車体の座標系
(x,y,z)からクレーンCRの上部旋回体の座標系
(x’,y’,z’)に変換する演算を実行する。
【0026】ここで、このような座標変換について詳述
する。図7に示すように、位置決め用ロボットRBの上
部車体の座標系(x,y,z)に対して、クレーンCR
の上部旋回体の座標系(x’,y’,z’)は(x,
y,z)をベクトルai+bj+ckだけ並進させ、z
軸回りにθだけ回転させた座標であるとする。x’は、
クレーンCRのブームを水平面に投影した方向であり、
ブームの支点を(x’,y’,z’)の原点とする。吊
り荷がアーム体40から受ける力の方向〔xd,yd,
0,1〕TをクレーンCRの上部旋回体の座標系方向
〔xd',yd',0,1〕Tで表すと、
する。図7に示すように、位置決め用ロボットRBの上
部車体の座標系(x,y,z)に対して、クレーンCR
の上部旋回体の座標系(x’,y’,z’)は(x,
y,z)をベクトルai+bj+ckだけ並進させ、z
軸回りにθだけ回転させた座標であるとする。x’は、
クレーンCRのブームを水平面に投影した方向であり、
ブームの支点を(x’,y’,z’)の原点とする。吊
り荷がアーム体40から受ける力の方向〔xd,yd,
0,1〕TをクレーンCRの上部旋回体の座標系方向
〔xd',yd',0,1〕Tで表すと、
【数2】 のようになる。この式(2)から、クレーンCRの上部旋
回体の座標系で表される変換後の力Fの方向は、クレー
ンCRと位置決め用ロボットRBとの間の距離に無関係
であることがわかる。
回体の座標系で表される変換後の力Fの方向は、クレー
ンCRと位置決め用ロボットRBとの間の距離に無関係
であることがわかる。
【0027】位置決め用ロボットRBのマイクロコンピ
ュータ55に予め格納されているワイヤロープの長さL
W、ロードセル25で検出されている吊り荷の重量MLO
およびアーム体40の耐荷重F1imに基づいて、マイク
ロコンピュータ55は、吊り荷の移動量の絶対値TMを
次式から求める。
ュータ55に予め格納されているワイヤロープの長さL
W、ロードセル25で検出されている吊り荷の重量MLO
およびアーム体40の耐荷重F1imに基づいて、マイク
ロコンピュータ55は、吊り荷の移動量の絶対値TMを
次式から求める。
【数3】TM=(LW×F1im)/MLO (3)
【0028】次に、吊り荷がアーム体40から受ける力
の方向〔xd,yd,0,1〕Tと吊り荷の移動量の絶対
値TMに基づいて、マイクロコンピュータ55は、クレ
ーンCRのx’,y’方向の移動量dx、dyを次式
(4),(5)から求める。
の方向〔xd,yd,0,1〕Tと吊り荷の移動量の絶対
値TMに基づいて、マイクロコンピュータ55は、クレ
ーンCRのx’,y’方向の移動量dx、dyを次式
(4),(5)から求める。
【数4】 TM=(dx2+dy2)1/2 (4) yd’/xd’=dy/dx (5) ただし、dxとxd’およびdyとyd’はそれぞれ同じ
符号
符号
【0029】さらに、ブーム長LB、ブーム角度θB、ク
レーンCRのx’,y’方向の移動量dx,dyに基づ
いて、マイクロコンピュータ55は、次式(6),
(7),(8)からクレーンCRの旋回角度dθ、ブー
ム角度変化量dθBおよびワイヤロープの調整量dLWを
それぞれ求める。
レーンCRのx’,y’方向の移動量dx,dyに基づ
いて、マイクロコンピュータ55は、次式(6),
(7),(8)からクレーンCRの旋回角度dθ、ブー
ム角度変化量dθBおよびワイヤロープの調整量dLWを
それぞれ求める。
【数5】 dθ=tan-1{dy/(BcosθB+dx)} (6)
【数6】 dθB=θB'−θB (7) ここで、θB’は、
【数7】
【数8】 dLW=BsinθB'−BsinθB (9)
【0030】このように求められたクレーンCRの旋回
角度dθ、ブーム角度変化量dθBおよびワイヤロープ
の調整量dLWは、位置決め用ロボットRBの送受信機
61から送受信アンテナ60を介してクレーンCRに送
信される。クレーンCR側では、これらの情報を送受信
アンテナ26を介して受信機27で受信し、マイクロコ
ンピュータ8のメモリに格納する。
角度dθ、ブーム角度変化量dθBおよびワイヤロープ
の調整量dLWは、位置決め用ロボットRBの送受信機
61から送受信アンテナ60を介してクレーンCRに送
信される。クレーンCR側では、これらの情報を送受信
アンテナ26を介して受信機27で受信し、マイクロコ
ンピュータ8のメモリに格納する。
【0031】これらのデータをいったんメモリに格納し
た後、マイクロコンピュータ8はこれらのデータに基づ
いて、電磁弁コントローラ9を経てコントロールバルブ
10a〜10eを切換制御する。クレーンCRの上部旋
回体はdθだけ旋回し、ブーム角度はdθBだけ変更さ
れ、ワイヤロープ長LWはdLWだけ繰り出しまたは繰込
まれ、吊り荷は目標位置に向けて移動する。
た後、マイクロコンピュータ8はこれらのデータに基づ
いて、電磁弁コントローラ9を経てコントロールバルブ
10a〜10eを切換制御する。クレーンCRの上部旋
回体はdθだけ旋回し、ブーム角度はdθBだけ変更さ
れ、ワイヤロープ長LWはdLWだけ繰り出しまたは繰込
まれ、吊り荷は目標位置に向けて移動する。
【0032】クレーンCRによる吊り荷の移動が完了し
たら(このとき、反力はほぼゼロとなる)、再び位置決
め用ロボットRBをその操作レバー54の操作により操
縦してアーム体40で吊り荷を目標位置へ向けて移動す
る。そして、アーム体40に作用する反力が上述した耐
荷重F1imを越えたら、上述したようにしてクレーンC
Rで吊り荷を目標位置へ向けて移動させるといった操作
を繰返すことにより、吊り荷を目標位置に設定する。
たら(このとき、反力はほぼゼロとなる)、再び位置決
め用ロボットRBをその操作レバー54の操作により操
縦してアーム体40で吊り荷を目標位置へ向けて移動す
る。そして、アーム体40に作用する反力が上述した耐
荷重F1imを越えたら、上述したようにしてクレーンC
Rで吊り荷を目標位置へ向けて移動させるといった操作
を繰返すことにより、吊り荷を目標位置に設定する。
【0033】以上説明したような位置決め用ロボットR
BとクレーンCRとの協調制御は図8および図9のフロ
ーチャートで示されるプログラムで実行可能である。図
8により、まず、クレーンCR側のマイクロコンピュー
タ8で実行されるプログラムのフローチャートを説明す
る。クレーンCRのオペレータが運転席の協調モード選
択スイッチ29をオン操作すると図8のプログラムが開
始される。ステップS1で送信スイッチ28がオンか否
かを判定しオンならばステップS2に進み、ブーム長L
B,ブーム角度θB,ブーム先端から吊り荷までのワイヤ
ロープの長さLW,吊り荷の重量MLoおよび下部走行体
の方位AZCを送信する。ステップS3では、位置決め用
ロボットRBで演算されて送信されるクレーンCRの旋
回角度dθ,ブーム角度変化量dθBおよびワイヤロー
プの調整量dLWを受信したか否かを判定する。
BとクレーンCRとの協調制御は図8および図9のフロ
ーチャートで示されるプログラムで実行可能である。図
8により、まず、クレーンCR側のマイクロコンピュー
タ8で実行されるプログラムのフローチャートを説明す
る。クレーンCRのオペレータが運転席の協調モード選
択スイッチ29をオン操作すると図8のプログラムが開
始される。ステップS1で送信スイッチ28がオンか否
かを判定しオンならばステップS2に進み、ブーム長L
B,ブーム角度θB,ブーム先端から吊り荷までのワイヤ
ロープの長さLW,吊り荷の重量MLoおよび下部走行体
の方位AZCを送信する。ステップS3では、位置決め用
ロボットRBで演算されて送信されるクレーンCRの旋
回角度dθ,ブーム角度変化量dθBおよびワイヤロー
プの調整量dLWを受信したか否かを判定する。
【0034】受信したと判定されるとステップS4に進
み、ブーム俯仰油圧モータ、旋回油圧モータ、巻上げ油
圧モータを駆動する。ステップS5では、回転角センサ
21,旋回角センサ22,およびブーム角センサ23か
らの検出信号を読み込み、ステップS6において、受信
したクレーン旋回角度dθ、ブーム角度変化量dθBお
よびワイヤロープの調整量dLWだけそれぞれ動いたと
判定されるまで、各油圧モータを駆動する。ステップS
6が肯定されると、ステップS7で移動完了信号を位置
決め用ロボットRBに送信してステップS2に戻る。
み、ブーム俯仰油圧モータ、旋回油圧モータ、巻上げ油
圧モータを駆動する。ステップS5では、回転角センサ
21,旋回角センサ22,およびブーム角センサ23か
らの検出信号を読み込み、ステップS6において、受信
したクレーン旋回角度dθ、ブーム角度変化量dθBお
よびワイヤロープの調整量dLWだけそれぞれ動いたと
判定されるまで、各油圧モータを駆動する。ステップS
6が肯定されると、ステップS7で移動完了信号を位置
決め用ロボットRBに送信してステップS2に戻る。
【0035】次に図9により、位置決め用ロボットRB
側のマイクロコンピュータ55で実行されるプログラム
のフローチャートを説明する。位置決め用ロボットRB
に設置されているロボット選択スイッチ62がオン操作
されると図9に示すプログラムが実行される。まず、ス
テップS21において、位置決め用ロボットRBの耐荷
重F1imをマイクロコンピュータ55に格納し、ステッ
プS22でクレーンCRからの信号、すなわち、ブーム
長LB、ブーム角度θB、ブーム先端から吊り荷までのワ
イヤロープの長さLW、吊り荷の重量MLo、およびクレ
ーン下部走行体の方位AZCが受信されたかを判定する。
側のマイクロコンピュータ55で実行されるプログラム
のフローチャートを説明する。位置決め用ロボットRB
に設置されているロボット選択スイッチ62がオン操作
されると図9に示すプログラムが実行される。まず、ス
テップS21において、位置決め用ロボットRBの耐荷
重F1imをマイクロコンピュータ55に格納し、ステッ
プS22でクレーンCRからの信号、すなわち、ブーム
長LB、ブーム角度θB、ブーム先端から吊り荷までのワ
イヤロープの長さLW、吊り荷の重量MLo、およびクレ
ーン下部走行体の方位AZCが受信されたかを判定する。
【0036】クレーンCRからこれらのデータが受信さ
れたと判定されるとステップS23に進み、受信したデ
ータをマイクロコンピュータ55に格納する。ステップ
S24では、位置決め用ロボットRBが吊り荷を押動す
る際にアーム体40に作用する反力を力センサ58で検
出し、x方向およびy方向成分の荷重Fx,Fyとして
読み込む。次いで、ステップS24に進み、Fx2+F
y2>F1im 2を判定することにより、アーム体40に作
用する反力が予め定めた耐荷重F1imを越えるか否かを
判定し、否定される時はステップS26に進み、肯定さ
れるとステップS27に進む。
れたと判定されるとステップS23に進み、受信したデ
ータをマイクロコンピュータ55に格納する。ステップ
S24では、位置決め用ロボットRBが吊り荷を押動す
る際にアーム体40に作用する反力を力センサ58で検
出し、x方向およびy方向成分の荷重Fx,Fyとして
読み込む。次いで、ステップS24に進み、Fx2+F
y2>F1im 2を判定することにより、アーム体40に作
用する反力が予め定めた耐荷重F1imを越えるか否かを
判定し、否定される時はステップS26に進み、肯定さ
れるとステップS27に進む。
【0037】ステップS26では、位置決め用ロボット
RBにより吊り荷を目標位置に設定できたことを示す設
定完了信号が出力されているかを判定し、否定される時
は目標位置に設定されていないから、ステップS24に
戻ってx方向およびy方向の力の成分を検出する。ステ
ップS24〜26を繰返す間、オペレータは操作レバー
54によりアーム体40を駆動して吊り荷をロボットR
Bで目標位置へ押動することができる。ステップS26
が肯定されるとプログラムを終了する。
RBにより吊り荷を目標位置に設定できたことを示す設
定完了信号が出力されているかを判定し、否定される時
は目標位置に設定されていないから、ステップS24に
戻ってx方向およびy方向の力の成分を検出する。ステ
ップS24〜26を繰返す間、オペレータは操作レバー
54によりアーム体40を駆動して吊り荷をロボットR
Bで目標位置へ押動することができる。ステップS26
が肯定されるとプログラムを終了する。
【0038】なお、位置決め用ロボットのオペレータが
目視により吊り荷を目標位置に設定できたと判定したと
きに、設定完了スイッチ63を操作すると上記設定完了
信号が出力される。ここで、アーム体40の姿勢と位置
決め用ロボットの座標を求める手段があれば、予め吊り
荷の目標座標を入力しておき、吊り荷が目標位置に設定
されたことを建設ロボットが判定して設定完了信号を出
力するように構成することができる。
目視により吊り荷を目標位置に設定できたと判定したと
きに、設定完了スイッチ63を操作すると上記設定完了
信号が出力される。ここで、アーム体40の姿勢と位置
決め用ロボットの座標を求める手段があれば、予め吊り
荷の目標座標を入力しておき、吊り荷が目標位置に設定
されたことを建設ロボットが判定して設定完了信号を出
力するように構成することができる。
【0039】アーム体40の反力が耐荷重F1imを越え
ている時はステップS27でロボットRBの動きを禁止
する。これは、マイクロコンピュータ55から電磁弁コ
ントローラ56を経てコントロールバルブ57a〜57
hの切換え動作を全て禁止することで実現できる。次
に、ステップS28〜ステップS31において、上述し
た式(1)〜(9)を演算してクレーン旋回角度dθ、
ブーム角度変化量dθBおよびワイヤロープの調整量d
LWを求め、ステップS32でこのデータをクレーンC
Rに送信する。
ている時はステップS27でロボットRBの動きを禁止
する。これは、マイクロコンピュータ55から電磁弁コ
ントローラ56を経てコントロールバルブ57a〜57
hの切換え動作を全て禁止することで実現できる。次
に、ステップS28〜ステップS31において、上述し
た式(1)〜(9)を演算してクレーン旋回角度dθ、
ブーム角度変化量dθBおよびワイヤロープの調整量d
LWを求め、ステップS32でこのデータをクレーンC
Rに送信する。
【0040】そして、ステップS33で移動完了信号を
受信したことが判定されるとステップS34に進み、吊
り荷の位置は目標位置か否かを判定し、肯定されるとこ
のプログラムを終了し、否定されるとステップS22に
戻る。ステップS34の判定も、上述したように、位置
決め用ロボットのオペレータが目視で吊り荷の位置を判
定して設定完了スイッチ63を操作することにより出力
される設定完了信号に基づいてすることができる。吊り
荷の位置を算出できれば、予め入力した目標座標との比
較から設定完了か否かを判定できる。
受信したことが判定されるとステップS34に進み、吊
り荷の位置は目標位置か否かを判定し、肯定されるとこ
のプログラムを終了し、否定されるとステップS22に
戻る。ステップS34の判定も、上述したように、位置
決め用ロボットのオペレータが目視で吊り荷の位置を判
定して設定完了スイッチ63を操作することにより出力
される設定完了信号に基づいてすることができる。吊り
荷の位置を算出できれば、予め入力した目標座標との比
較から設定完了か否かを判定できる。
【0041】以上の構成の位置決め装置によれば、位置
決め用ロボットで吊り荷が押切れないときに、位置決め
用ロボットが荷を押動する方向と押動可能な距離を求
め、この押動方向をクレーン上部旋回体の方向に座標変
換した上でクレーンの各動作量を演算して、クレーンを
旋回させたり、ブームを俯仰させたり、巻上げワイヤロ
ープを繰込み繰り出したりして、位置決め用ロボットが
荷を押動する方向に吊り荷を移動させるようにしたか
ら、従来は不可欠であった吊り荷側の作業員からの合図
でクレーンのオペレータがクレーンを手動で操作する必
要がなく、作業効率と安全性が向上する。
決め用ロボットで吊り荷が押切れないときに、位置決め
用ロボットが荷を押動する方向と押動可能な距離を求
め、この押動方向をクレーン上部旋回体の方向に座標変
換した上でクレーンの各動作量を演算して、クレーンを
旋回させたり、ブームを俯仰させたり、巻上げワイヤロ
ープを繰込み繰り出したりして、位置決め用ロボットが
荷を押動する方向に吊り荷を移動させるようにしたか
ら、従来は不可欠であった吊り荷側の作業員からの合図
でクレーンのオペレータがクレーンを手動で操作する必
要がなく、作業効率と安全性が向上する。
【0042】位置決め用ロボットは、吊り荷を把持する
ことなく単に押動するだけであるから、吊り荷を把持す
る従来例の場合、ハンドリングアームで吊り荷の位置を
調整仕切れないときに吊り荷をいったん解放してクレー
ンで位置調整する作業が不可欠であったが、本実施例の
位置決め用ロボットでは吊り荷を把持仕直す必要がなく
作業効率が向上する。また、手先効果器の吊り荷押動面
には鉛直方向に回転するローラが設けられているから、
吊り荷を押動したまま鉛直方向に吊り荷を滑動させるこ
とができ、手先効果器の耐久性を損うことがない。この
場合、ローラに代えて360度全周方向に回転するボー
ルを使用すれば、手先効果器の耐久性を損わずに、吊り
荷を押動させたままクレーンで吊り荷を鉛直方向のみな
らず任意の方向に位置調整することができる。
ことなく単に押動するだけであるから、吊り荷を把持す
る従来例の場合、ハンドリングアームで吊り荷の位置を
調整仕切れないときに吊り荷をいったん解放してクレー
ンで位置調整する作業が不可欠であったが、本実施例の
位置決め用ロボットでは吊り荷を把持仕直す必要がなく
作業効率が向上する。また、手先効果器の吊り荷押動面
には鉛直方向に回転するローラが設けられているから、
吊り荷を押動したまま鉛直方向に吊り荷を滑動させるこ
とができ、手先効果器の耐久性を損うことがない。この
場合、ローラに代えて360度全周方向に回転するボー
ルを使用すれば、手先効果器の耐久性を損わずに、吊り
荷を押動させたままクレーンで吊り荷を鉛直方向のみな
らず任意の方向に位置調整することができる。
【0043】クレーンと位置決め用ロボットの双方に方
位センサを設け、各方位に基づいてクレーンと位置決め
用ロボットの相対位置関係を演算するようにしたから、
クレーンと位置決め用ロボットの水平面内の座標位置を
求めることなく、位置決め用ロボットによる吊り荷の押
動方向をクレーン上部旋回体の座標系に簡単に変換する
ことができる。したがって、両者の位置座標を計測する
システムが不要で構成が簡素化されて低コストな装置を
提供できる。
位センサを設け、各方位に基づいてクレーンと位置決め
用ロボットの相対位置関係を演算するようにしたから、
クレーンと位置決め用ロボットの水平面内の座標位置を
求めることなく、位置決め用ロボットによる吊り荷の押
動方向をクレーン上部旋回体の座標系に簡単に変換する
ことができる。したがって、両者の位置座標を計測する
システムが不要で構成が簡素化されて低コストな装置を
提供できる。
【0044】図10および図11は位置決め用ロボット
の変形例を示す図である。図10(a)の位置決め用ロ
ボットRBは、アクチュエータ71で回転する回転板
(上部車体32)72にコ字状のアーム73をピン結合
し、アーム73の先端に手先効果器74を接続したもの
である。図10(b)の位置決め用ロボットRBは、
(a)のアーム73先端に伸縮シリンダ75を介して手
先効果器74を設けたものである。
の変形例を示す図である。図10(a)の位置決め用ロ
ボットRBは、アクチュエータ71で回転する回転板
(上部車体32)72にコ字状のアーム73をピン結合
し、アーム73の先端に手先効果器74を接続したもの
である。図10(b)の位置決め用ロボットRBは、
(a)のアーム73先端に伸縮シリンダ75を介して手
先効果器74を設けたものである。
【0045】図10(c)の位置決め用ロボットRB
は、(a)のアームを2分割開閉アーム73a,73b
とし、アーム73bをシリンダ76で開閉するようにし
たものである。図10(d)の位置決め用ロボットRB
は、(c)のアーム73b先端に伸縮シリンダ75を介
して手先効果器74を設けたものである。
は、(a)のアームを2分割開閉アーム73a,73b
とし、アーム73bをシリンダ76で開閉するようにし
たものである。図10(d)の位置決め用ロボットRB
は、(c)のアーム73b先端に伸縮シリンダ75を介
して手先効果器74を設けたものである。
【0046】図11(a)の位置決め用ロボットRB
は、アクチュエータ171で回転する回転板(上部車体
3)172に一対の第1のアーム173aをピン結合
し、第1のアーム173aの先端に第2のアーム173
bを開閉可能にピン結合し、第1および第2のアーム1
73a,173bの間に開閉シリンダ176を介設さ
せ、さらに、第2のアーム173bの先端に手先効果器
174を接続したものである。図11(b)の位置決め
用ロボットRBは、(a)の第2のアーム173bの先
端に伸縮シリンダ175を介して手先効果器174を設
けたものである。
は、アクチュエータ171で回転する回転板(上部車体
3)172に一対の第1のアーム173aをピン結合
し、第1のアーム173aの先端に第2のアーム173
bを開閉可能にピン結合し、第1および第2のアーム1
73a,173bの間に開閉シリンダ176を介設さ
せ、さらに、第2のアーム173bの先端に手先効果器
174を接続したものである。図11(b)の位置決め
用ロボットRBは、(a)の第2のアーム173bの先
端に伸縮シリンダ175を介して手先効果器174を設
けたものである。
【0047】図11(c)の位置決め用ロボットRB
は、(a)のアームの一方を一体型アーム273とした
ものである。図11(d)の位置決め用ロボットRB
は、(c)の一体型アーム273と第2のアーム173
bの先端に伸縮シリンダ175を介して手先効果器17
4を設けたものである。
は、(a)のアームの一方を一体型アーム273とした
ものである。図11(d)の位置決め用ロボットRB
は、(c)の一体型アーム273と第2のアーム173
bの先端に伸縮シリンダ175を介して手先効果器17
4を設けたものである。
【0048】以上の実施例では、ロボットから送信され
た移動情報にしたがってクレーンにより吊り荷を移動す
るとき、ロボットに作用する反力が所定の割合で円滑に
減少することを前提として説明した。しかしながら、ロ
ボットとクレーンとの通信不良やクレーンの動作不良な
どに起因して、クレーンによる吊り荷の動きが理想的な
経路を逸脱し、ロボットに不所望な力が作用するおそれ
がある。そこで、クレーンによる吊り荷の動きをモニタ
し、吊り荷の動きが異常であればクレーンを停止させる
ようにした別実施例を図12〜図17により説明する。
た移動情報にしたがってクレーンにより吊り荷を移動す
るとき、ロボットに作用する反力が所定の割合で円滑に
減少することを前提として説明した。しかしながら、ロ
ボットとクレーンとの通信不良やクレーンの動作不良な
どに起因して、クレーンによる吊り荷の動きが理想的な
経路を逸脱し、ロボットに不所望な力が作用するおそれ
がある。そこで、クレーンによる吊り荷の動きをモニタ
し、吊り荷の動きが異常であればクレーンを停止させる
ようにした別実施例を図12〜図17により説明する。
【0049】図5および図12において、64は、ロボ
ットが受ける反力の大きさと方向を表示する表示装置で
あり、ロボットRBに設けられている。この表示装置6
4は例えば液晶表示器で構成でき、図12(a)に示す
ように、反力の大きさを示すXおよびY方向の目盛軸6
4a,64bと、反力の大きさに応じた長さと反力の方
向に応じた方向に向けられる反力をベクトル表示する矢
印64cと、反力が耐荷重を越える領域を危険領域とし
て表示する環状危険領域表示部64dと、耐荷重F1im
を数値表示する表示部64eと、x,y方向の力Fx,
Fyおよびその合力Fを数値表示する表示部64fとを
備える。
ットが受ける反力の大きさと方向を表示する表示装置で
あり、ロボットRBに設けられている。この表示装置6
4は例えば液晶表示器で構成でき、図12(a)に示す
ように、反力の大きさを示すXおよびY方向の目盛軸6
4a,64bと、反力の大きさに応じた長さと反力の方
向に応じた方向に向けられる反力をベクトル表示する矢
印64cと、反力が耐荷重を越える領域を危険領域とし
て表示する環状危険領域表示部64dと、耐荷重F1im
を数値表示する表示部64eと、x,y方向の力Fx,
Fyおよびその合力Fを数値表示する表示部64fとを
備える。
【0050】図13および図14によりこの実施例の動
作を説明する。なお、図13と図14はそれぞれ図8お
よび図9に対応し、以下では相違点を中心に説明する。
図14のステップS24で検出されたx,y方向の力F
x,Fyとこれらの力Fx,Fyから式(1)にしたが
って算出された反力の絶対値Fとは、ステップS35に
おいて、表示部64fに数値として表示され、予め設定
されている耐荷重F1imは表示部64eに表示される。
さらに、反力Fが矢印64cとしてベクトル表示され
る。このベクトル表示により、操作者はロボットに作用
する反力の大きさと方向を表示装置64を一瞥しただけ
で認識できる。
作を説明する。なお、図13と図14はそれぞれ図8お
よび図9に対応し、以下では相違点を中心に説明する。
図14のステップS24で検出されたx,y方向の力F
x,Fyとこれらの力Fx,Fyから式(1)にしたが
って算出された反力の絶対値Fとは、ステップS35に
おいて、表示部64fに数値として表示され、予め設定
されている耐荷重F1imは表示部64eに表示される。
さらに、反力Fが矢印64cとしてベクトル表示され
る。このベクトル表示により、操作者はロボットに作用
する反力の大きさと方向を表示装置64を一瞥しただけ
で認識できる。
【0051】ロボットに作用する反力が耐荷重F1imを
越え、ロボットからクレーンに吊り荷の移動情報を送信
すると、クレーンは図13のステップS4でロボットの
反力がゼロになるように吊り荷を移動する。ロボットは
図14のステップS36において、クレーンによる吊り
荷の移動経路を算出し、ステップS33でクレーンから
の移動完了信号の受信が判定されるまで、ステップS3
7において、吊り荷の動きが正常か異常かを判定し、異
常であればステップS38に進んでクレーンに停止信号
を送信する。クレーンは、図13のステップS8でロボ
ットからの停止信号が受信されたかを判定し、受信した
ときはステップS9で、旋回,巻上げ,ブーム俯仰をそ
れぞれ停止するように各電磁弁を操作する。
越え、ロボットからクレーンに吊り荷の移動情報を送信
すると、クレーンは図13のステップS4でロボットの
反力がゼロになるように吊り荷を移動する。ロボットは
図14のステップS36において、クレーンによる吊り
荷の移動経路を算出し、ステップS33でクレーンから
の移動完了信号の受信が判定されるまで、ステップS3
7において、吊り荷の動きが正常か異常かを判定し、異
常であればステップS38に進んでクレーンに停止信号
を送信する。クレーンは、図13のステップS8でロボ
ットからの停止信号が受信されたかを判定し、受信した
ときはステップS9で、旋回,巻上げ,ブーム俯仰をそ
れぞれ停止するように各電磁弁を操作する。
【0052】図15〜図17にしたがって吊り荷の移動
経路が正常か異常かの判定方法について説明する。図1
5は表示装置64上の目盛軸Fx,Fyで表わされる座
標系を示す。ここで、力センサによって検出される力の
絶対値がF1imに達したときの力を(Fx’,Fy’)
とすると、座標(Fx’,Fy’)と原点を結ぶ直線C
0は以下の式(10)により表わされる。
経路が正常か異常かの判定方法について説明する。図1
5は表示装置64上の目盛軸Fx,Fyで表わされる座
標系を示す。ここで、力センサによって検出される力の
絶対値がF1imに達したときの力を(Fx’,Fy’)
とすると、座標(Fx’,Fy’)と原点を結ぶ直線C
0は以下の式(10)により表わされる。
【数9】 Fy=(Fy’/Fx’)Fx (10)
【0053】ロボットの反力がゼロになるようにクレー
ンが正常に吊り荷を移動させれば、反力はこの直線C0
に沿って蛇行しながら減少するはずである。そこで、許
容できる蛇行による領域を予め定め、反力ベクトルFが
その領域から外れたら異常と判定するように決める。許
容できる蛇行を(10)式の直線C0を±θ度傾けた範
囲内に制限すると、正常範囲は次式(11),(12)
で規定される直線C1,C2で囲まれる領域である。
ンが正常に吊り荷を移動させれば、反力はこの直線C0
に沿って蛇行しながら減少するはずである。そこで、許
容できる蛇行による領域を予め定め、反力ベクトルFが
その領域から外れたら異常と判定するように決める。許
容できる蛇行を(10)式の直線C0を±θ度傾けた範
囲内に制限すると、正常範囲は次式(11),(12)
で規定される直線C1,C2で囲まれる領域である。
【数10】
【数11】
【0054】ロボットは吊り荷を押す機能しかないから
y方向の反力Fy’は必ず負であり、x方向およびy方
向の力の正負により次の3通りに場合分けができる。 Fx’>0かつFy’<0 Fx’<0かつFy’<0 Fx’=0かつFy’<0
y方向の反力Fy’は必ず負であり、x方向およびy方
向の力の正負により次の3通りに場合分けができる。 Fx’>0かつFy’<0 Fx’<0かつFy’<0 Fx’=0かつFy’<0
【0055】の場合、クレーンが協調動作を行なって
いるときに力センサで検出される荷重を(Fx1,F
y2)とすると、次式(13)が満足するとき図16
(a)のハッチングの領域内で反力が減少し、吊り荷は
正常に移動しているとする。
いるときに力センサで検出される荷重を(Fx1,F
y2)とすると、次式(13)が満足するとき図16
(a)のハッチングの領域内で反力が減少し、吊り荷は
正常に移動しているとする。
【数12】
【0056】の場合も同様に、式(13)が満足する
とき図16(b)のハッチングの領域内で反力が減少
し、吊り荷は正常に移動しているとする。したがって、
Fx>0の場合も、Fx<0の場合も、式(13)を吊
り荷の動きの判別式として利用できる。
とき図16(b)のハッチングの領域内で反力が減少
し、吊り荷は正常に移動しているとする。したがって、
Fx>0の場合も、Fx<0の場合も、式(13)を吊
り荷の動きの判別式として利用できる。
【0057】一方、の場合、クレーンが協調動作を行
なっているときに力センサで検出される荷重を(F
x1,Fy1)とすると、次式(14)が満足するとき図
16(c)のハッチングの領域内で反力が減少し、吊り
荷は正常に移動しているとする。
なっているときに力センサで検出される荷重を(F
x1,Fy1)とすると、次式(14)が満足するとき図
16(c)のハッチングの領域内で反力が減少し、吊り
荷は正常に移動しているとする。
【数13】 tanθ・Fy1≦Fx1≦−tanθ・Fy1 (14)
【0058】以上から、吊り荷の移動経路が正常か以上
かを判定する判別式として、力センサによって検出され
る力の絶対値がF1imに達したときのx方向の力Fx’
がゼロかそれ以外かに応じて下記またはを利用でき
る。 x方向の力Fx’≠0ならば、 上記(13)式が成立し、かつ、 (Fx1 2+Fy1 2)1/2<F1im x方向の力Fx’=0ならば、 上記(14)式が成立し、かつ、 (Fx1 2+Fy1 2)1/2<F1im
かを判定する判別式として、力センサによって検出され
る力の絶対値がF1imに達したときのx方向の力Fx’
がゼロかそれ以外かに応じて下記またはを利用でき
る。 x方向の力Fx’≠0ならば、 上記(13)式が成立し、かつ、 (Fx1 2+Fy1 2)1/2<F1im x方向の力Fx’=0ならば、 上記(14)式が成立し、かつ、 (Fx1 2+Fy1 2)1/2<F1im
【0059】図17により具体的に説明する。力センサ
によって検出される力の絶対値がF1imに達したときの
x方向の力Fx’を−200kgf、y方向の力Fy’
を−400kgfとすると、(Fx’,Fy’)と原点
を結ぶ直線C0の式は、
によって検出される力の絶対値がF1imに達したときの
x方向の力Fx’を−200kgf、y方向の力Fy’
を−400kgfとすると、(Fx’,Fy’)と原点
を結ぶ直線C0の式は、
【数14】 Fy=(−400/−200)Fx=2Fx (15) (15)式の直線の回りに±20度の範囲で設定される
領域を蛇行許容領域とすると、(15)式に対して+2
0度の直線は、
領域を蛇行許容領域とすると、(15)式に対して+2
0度の直線は、
【数15】 Fy={(sin20゜+2cos20゜)/(cos20゜-2sin20゜)}Fx≒8.7Fx (16) 一方、(15)式に対して−20度の直線は、
【数16】 Fy={(-sin20゜+2cos20゜)/(cos20゜+2sin20゜)}Fx≒0.9Fx (17)
【0060】したがって、クレーンが協調動作するとき
の力センサで検出されるxおよびy方向の力を(F
x1,Fy1)とすれば、Fx’≠0なので、条件判別式
は、
の力センサで検出されるxおよびy方向の力を(F
x1,Fy1)とすれば、Fx’≠0なので、条件判別式
は、
【数17】 (1/0.9)Fy1≦Fx1≦(1/8.7)Fy1 (18) かつ、
【数18】 (Fx1 2+Fy1 2)1/2<F1im={(-200)2+(-400)2}1/2=447kgf (19) となる。
【0061】図17のA点(−100,−300)は、
【数19】 (-300/0.9)<-100<(-300/8.7) (20) かつ、
【数20】 {(-100)2+(-300)2}1/2<447kgf (21) であるから、許容蛇行領域に含まれる。図17のB点
(−300,−200)は、
(−300,−200)は、
【数21】 (-200/0.9)> -300 >(-200/8.7) (21) であるから、許容蛇行領域から逸脱する。図17のC点
(−150,−500)は、一方の条件判別式(18)
は下記のように満足するが、
(−150,−500)は、一方の条件判別式(18)
は下記のように満足するが、
【数22】 (-500/0.9)<-150<(-500/8.7) (22) 他方の条件判別式(19)は下記のように成立しない。 {(-150)2+(-500)2}1/2>447kgf (23) したがって、以上のA〜C点のうち、B,C点の場合
は、ロボットはクレーンに停止信号を出力し、クレーン
は吊り荷の移動を停止する。
は、ロボットはクレーンに停止信号を出力し、クレーン
は吊り荷の移動を停止する。
【0062】本発明は以上の実施例に限定されず次のよ
うに変形することができる。 (1)クレーンと位置決め用ロボットの位置座標を検出
する装置を用い、各座標位置から押動方向の変換を行な
うようにしてもよい。 (2)位置決め用ボットのアーム体は水平面内で回動す
るように構成したが、鉛直方向にも移動可能に構成すれ
ば、吊り荷の位置調整の自由度がさらに増す。 (3)クレーンの押動方向の演算とクレーンによる動作
量の演算をロボット側のマイクロコンピュータ55で行
なうようにしたが、力センサ58で検出した反力をクレ
ーン側に送信してクレーン側のマイクロコンピュータ8
で演算するようにしてもよい。 (4)力センサを用いて反力を検出するようにしたが、
シリンダに作用する圧力を検出して反力を求めてもよ
い。 (5)耐荷重F1imを一定値にしたが、アーム体40の
姿勢に応じた耐荷重とすれば、さらにきめ細かな制御が
できる。 (6)以上では、自走式クレーンについて説明したが、
天井クレーン、埠頭クレーム、ガントリクレーン、固定
設置クレーンなど、ワイヤロープで吊り下げた荷をx,
y,z方向に移動できるクレーンのあらゆるものに本発
明を適用できる。 (7)表示装置64の構成も実施例に限定されず、危険
領域64dを表示する代りに、反力が耐荷重を越えると
鳴動するブザーを用いてもよく、危険領域表示と警報ブ
ザーをともに設けてもよい。
うに変形することができる。 (1)クレーンと位置決め用ロボットの位置座標を検出
する装置を用い、各座標位置から押動方向の変換を行な
うようにしてもよい。 (2)位置決め用ボットのアーム体は水平面内で回動す
るように構成したが、鉛直方向にも移動可能に構成すれ
ば、吊り荷の位置調整の自由度がさらに増す。 (3)クレーンの押動方向の演算とクレーンによる動作
量の演算をロボット側のマイクロコンピュータ55で行
なうようにしたが、力センサ58で検出した反力をクレ
ーン側に送信してクレーン側のマイクロコンピュータ8
で演算するようにしてもよい。 (4)力センサを用いて反力を検出するようにしたが、
シリンダに作用する圧力を検出して反力を求めてもよ
い。 (5)耐荷重F1imを一定値にしたが、アーム体40の
姿勢に応じた耐荷重とすれば、さらにきめ細かな制御が
できる。 (6)以上では、自走式クレーンについて説明したが、
天井クレーン、埠頭クレーム、ガントリクレーン、固定
設置クレーンなど、ワイヤロープで吊り下げた荷をx,
y,z方向に移動できるクレーンのあらゆるものに本発
明を適用できる。 (7)表示装置64の構成も実施例に限定されず、危険
領域64dを表示する代りに、反力が耐荷重を越えると
鳴動するブザーを用いてもよく、危険領域表示と警報ブ
ザーをともに設けてもよい。
【0063】以上の実施例の構成において、位置決め用
ロボットの下部車体31が自走式車両本体を、手先効果
器46に設けられたローラ46aがすべり手段を、力セ
ンサ58が反力検出手段を、マイクロコンピュータ55
が判定手段と方向演算手段と動作量演算手段と変換手段
と指示手段と領域設定手段と領域判定手段と異常判定停
止手段を、旋回油圧モータとブーム俯仰油圧モータと巻
上げ油圧モータと走行油圧モータが駆動制御手段を、方
位センサ24と59が方位検出手段をそれぞれ構成す
る。また、耐荷重が最大押動力に、吊り荷移動量の絶対
値TMが押動距離に相当する。
ロボットの下部車体31が自走式車両本体を、手先効果
器46に設けられたローラ46aがすべり手段を、力セ
ンサ58が反力検出手段を、マイクロコンピュータ55
が判定手段と方向演算手段と動作量演算手段と変換手段
と指示手段と領域設定手段と領域判定手段と異常判定停
止手段を、旋回油圧モータとブーム俯仰油圧モータと巻
上げ油圧モータと走行油圧モータが駆動制御手段を、方
位センサ24と59が方位検出手段をそれぞれ構成す
る。また、耐荷重が最大押動力に、吊り荷移動量の絶対
値TMが押動距離に相当する。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように請求項1〜3の発明
によれば、吊り荷を任意の方向に押動して位置調整がで
きるようにしたので、吊り荷の移動方向の自由度が増
し、従来人手に頼らざるを得なかった吊り荷の位置決め
作業が可能となる他、従来のような吊り荷を把持してX
−Y方向にのみ位置決めする方式に比べて作業効率が向
上する。請求項4,9の発明によれば、吊り荷の反力の
大きさとその方向が表示手段で表示されるから、ロボッ
トが吊り荷をどの方向に押動しようとしているか、ある
いは、クレーンが吊り荷をどの方向に移動しようとして
いるのかが容易にわかる。請求項5〜8の発明によれ
ば、位置決め用ロボットで吊り荷を押切れないときにそ
の押動方向を作業機側の方向に変換し、作業機本体によ
り吊り荷をロボット押動方向に移動させるようにしたの
で、従来のような吊り荷側に配置していた合図マンが不
要となり、正確な位置決めが効率よく行なえる。請求項
10〜13の発明によれば、クレーンによる吊り荷の移
動が異常であるとき、クレーンを停止するようにしたの
で、クレーンとロボット間での送信不良などにより吊り
荷が不所望な方向に移動され、ロボットに無理な力が働
くことが防止される。請求項14の発明によれば、2つ
の移動体の位置関係を互いの方位の差から求めるように
したので、両者の位置座標を計測することなく、2つの
移動体の位置関係を低コストな装置で測定できる。
によれば、吊り荷を任意の方向に押動して位置調整がで
きるようにしたので、吊り荷の移動方向の自由度が増
し、従来人手に頼らざるを得なかった吊り荷の位置決め
作業が可能となる他、従来のような吊り荷を把持してX
−Y方向にのみ位置決めする方式に比べて作業効率が向
上する。請求項4,9の発明によれば、吊り荷の反力の
大きさとその方向が表示手段で表示されるから、ロボッ
トが吊り荷をどの方向に押動しようとしているか、ある
いは、クレーンが吊り荷をどの方向に移動しようとして
いるのかが容易にわかる。請求項5〜8の発明によれ
ば、位置決め用ロボットで吊り荷を押切れないときにそ
の押動方向を作業機側の方向に変換し、作業機本体によ
り吊り荷をロボット押動方向に移動させるようにしたの
で、従来のような吊り荷側に配置していた合図マンが不
要となり、正確な位置決めが効率よく行なえる。請求項
10〜13の発明によれば、クレーンによる吊り荷の移
動が異常であるとき、クレーンを停止するようにしたの
で、クレーンとロボット間での送信不良などにより吊り
荷が不所望な方向に移動され、ロボットに無理な力が働
くことが防止される。請求項14の発明によれば、2つ
の移動体の位置関係を互いの方位の差から求めるように
したので、両者の位置座標を計測することなく、2つの
移動体の位置関係を低コストな装置で測定できる。
【図1】本発明による吊り荷の位置決め装置の一実施例
を示す図
を示す図
【図2】クレーンの油圧回路と制御回路のブロック図
【図3】位置決め用ロボットの一例を示す平面図
【図4】図3のロボットの手先効果器の先端を示す図
【図5】位置決め用ロボットの油圧回路と制御回路のブ
ロック図
ロック図
【図6】クレーンと位置決め用ロボットの位置関係を説
明する図
明する図
【図7】クレーンと位置決め用ロボットの位置関係を説
明する図
明する図
【図8】クレーンのマイクロコンピュータで実行される
処理手順のフローチャート
処理手順のフローチャート
【図9】ロボットのマイクロコンピュータで実行される
処理手順のフローチャート
処理手順のフローチャート
【図10】位置決め用ロボットのアーム体の変形例を示
す図
す図
【図11】位置決め用ロボットのアーム体の変形例を示
す図
す図
【図12】別実施例による表示装置を示す図
【図13】図8に相当する別実施例のクレーンの手順を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図14】図9に相当する別実施例のロボットの手順を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図15】吊り荷の移動経路の表示例を示す図
【図16】吊り荷の許容蛇行領域を示す図
【図17】吊り荷の移動経路の正常例と異常例をそれぞ
れ示す図
れ示す図
3L,3R 走行油圧モータ 4 旋回油圧モータ 5 ブーム俯仰油圧モータ 6 巻上げ油圧モータ 8 マイクロコンピュータ 10a〜10e コントロールバルブ 21 回転センサ 22 旋回角センサ 23 ブーム角センサ 24 方位センサ 25 ロードセル 29 協調モード選択スイッチ 34,43,44,45 アーム体のアクチュエータ 40 アーム体 46 手先効果器 46a ローラ 55 マイクロコンピュータ 58 力センサ 59 方位センサ 62 選択スイッチ 63 設定完了スイッチ 64 表示装置
Claims (14)
- 【請求項1】 自走式車両本体と、 前記自走式車両本体に取り付けられ、吊り荷を少なくと
も水平面内の任意の方向に押動するようにその姿勢が変
更でき、先端に手先効果器を有するアーム体と、 前記アーム体を駆動する駆動手段とを具備することを特
徴とする位置決め用ロボット。 - 【請求項2】 請求項1の位置決め用ロボットにおい
て、 前記手先効果器の先端面には吊り荷の鉛直方向の動きを
円滑にさせるすべり手段が設けられていることを特徴と
する位置決め用ロボット。 - 【請求項3】 請求項1の位置決め用ロボットにおい
て、前記アーム体が前記吊り荷を押動するときに受ける
反力を検出する反力検出手段と、 検出された反力に基づいて、前記アーム体で前記吊り荷
の位置を変更できるかできないかを判定する判定手段と
を具備することを特徴とする位置決め用ロボット。 - 【請求項4】 請求項3のロボットにおいて、前記反力
検出手段で検出される反力の大きさとこの反力にしたが
って演算される吊り荷の移動方向とを表示する表示手段
を具備することを特徴とする位置決めロボット。 - 【請求項5】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロ
ープで荷役作業を行なうクレーンと、 このクレーンで吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動
するロボットと、 前記吊り荷を押動するときに前記ロボットが受ける反力
を検出する反力検出手段と、 検出された反力にしたがって、前記吊り荷が押動されて
いる方向を演算する方向演算手段と、 この方向演算手段で演算された方向へ吊り荷を移動させ
るための前記クレーンの動作量を演算する動作量演算手
段と、 演算された動作量で前記クレーンを駆動する駆動制御手
段とを具備することを特徴とする吊り荷の位置決め装
置。 - 【請求項6】 請求項5の位置決め装置において、 前記検出された反力に基づいて、前記ロボットが吊り荷
を押切れるか否かを判定する判定手段と、 この判定手段で吊り荷を押切れないことが判定されると
き、前記駆動制御手段で前記クレーンを駆動するように
指示する指示手段とを具備することを特徴とする吊り荷
の位置決め装置。 - 【請求項7】 請求項5または6の位置決め装置におい
て、 前記クレーンとロボットにそれぞれ方位検出手段を備
え、 前記方向演算手段は、前記各方位検出手段で検出した前
記クレーンとロボットの各検出方位の差に基づいて、前
記算出された吊り荷の押動方向をクレーンの吊り荷移動
方向に変換する変換手段で構成されることを特徴とする
吊り荷の位置決め装置。 - 【請求項8】 請求項5〜7のいずれかに記載の位置決
め装置において、 前記動作量演算手段は、ロボットの最大押動力と吊り荷
の重量と吊り荷が吊り下げられているワイヤロープ長と
に基づいて、荷を押動できる距離を演算する手段と、 前記演算された押動方向と押動距離とに基づいて、クレ
ーンで吊り荷を移動するためのクレーン各部の動作量を
演算する手段とで構成されていることを特徴とする位置
決め装置。 - 【請求項9】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤロ
ープで荷役作業を行なうクレーンと、 このクレーンで吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動
するロボットと、 前記吊り荷を押動するときに前記ロボットが受ける反力
を検出する反力検出手段と、 検出された反力にしたがって、前記吊り荷が押動されて
いる方向を演算する方向演算手段と、 この方向演算手段で演算された方向へ吊り荷を移動させ
るための前記クレーンの動作量を演算する動作量演算手
段と、 演算された動作量で前記クレーンを駆動する駆動制御手
段と、 前記反力検出手段で検出される反力の大きさとこの反力
にしたがって演算される吊り荷の移動方向とを表示する
表示手段とを具備することを特徴とする吊り荷の位置決
め装置。 - 【請求項10】 請求項9の装置において、 前記検出された反力に基づいて、前記ロボットが吊り荷
を押切れるか否かを判定する判定手段と、 この判定手段で吊り荷を押切れないことが判定されると
き、前記駆動制御手段で前記クレーンを駆動するように
指示する指示手段と、 前記判定手段によって吊り荷を押切れないと判定された
ときの反力の方向を基準とした吊り荷蛇行許容領域を設
定する領域設定手段と、 前記クレーンで吊り荷を移動するときに、前記反力検出
手段で検出される反力の方向が前記許容領域内か否かを
判定する領域判定手段と、 この領域判定手段により、前記反力検出手段で検出され
る反力の方向が前記許容領域から外れていると判定され
たときに、前記クレーンによる吊り荷の移動を停止させ
る停止手段とを具備することを特徴とする吊り荷の位置
決め装置。 - 【請求項11】 ウインチで繰込み繰り出されるワイヤ
ロープで荷役作業を行なうクレーンと、 このクレーンで吊り下げられた吊り荷を目標位置に押動
するロボットと、 前記吊り荷を押動するときに前記ロボットが受ける反力
を検出する反力検出手段と、 検出された反力にしたがって、前記吊り荷が押動されて
いる方向を演算する方向演算手段と、 この方向演算手段で演算された方向へ吊り荷を移動させ
るための前記クレーンの動作量を演算する動作量演算手
段と、 演算された動作量で前記クレーンを駆動する駆動制御手
段と、 前記クレーンによる吊り荷の移動が正常か異常かを判定
し、異常判定時にクレーンによる吊り荷の移動を停止さ
せる異常判定停止手段とを具備することを特徴とする吊
り荷の位置決め装置。 - 【請求項12】 請求項11の位置決め装置において、
前記異常判定停止手段は、前記検出された反力に基づい
て演算された前記吊り荷の移動経路が異常か正常かを判
定する手段を含むことを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項13】 請求項11の位置決め装置において、
前記異常判定停止手段は、前記検出された反力の大きさ
がが異常か正常かを判定する手段を含むことを特徴とす
る位置決め装置。 - 【請求項14】 2つの移動体の相互の位置関係を認識
する装置において、 前記各移動体に設けられた方位検出手段と、 各方位検出手段からの検出結果に基づいて、前記各移動
体の方位の差を求め、両移動体の位置関係を演算する演
算手段とを具備することを特徴とする相互位置検出装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12920393A JPH06312386A (ja) | 1993-03-01 | 1993-05-31 | 位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-40165 | 1993-03-01 | ||
JP4016593 | 1993-03-01 | ||
JP12920393A JPH06312386A (ja) | 1993-03-01 | 1993-05-31 | 位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06312386A true JPH06312386A (ja) | 1994-11-08 |
Family
ID=26379606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12920393A Pending JPH06312386A (ja) | 1993-03-01 | 1993-05-31 | 位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06312386A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014038210A1 (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | 川崎重工業株式会社 | 搬送システム及び搬送システムの搬送方法 |
JP2014128860A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 搬送システム |
JP2017030058A (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
JP2018003282A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 住友建機株式会社 | ショベルの表示装置 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12920393A patent/JPH06312386A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014038210A1 (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | 川崎重工業株式会社 | 搬送システム及び搬送システムの搬送方法 |
JP2014050910A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 搬送システム及び搬送システムの搬送方法 |
KR20150036381A (ko) * | 2012-09-06 | 2015-04-07 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 반송 시스템 및 반송 시스템의 반송 방법 |
CN104507646A (zh) * | 2012-09-06 | 2015-04-08 | 川崎重工业株式会社 | 搬运***及搬运***的搬运方法 |
US10160625B2 (en) | 2012-09-06 | 2018-12-25 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Conveyance system and conveyance method of conveyance system |
JP2014128860A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 搬送システム |
JP2017030058A (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
JP2018003282A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 住友建機株式会社 | ショベルの表示装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3085658B1 (en) | A method and an arrangement for automatic elevator installation | |
CN108328478B (zh) | 多起重机协同起升作业方法、装置及起重机 | |
US11292699B2 (en) | Remote operation terminal and work vehicle provided with remote operation terminal | |
JP2016089389A (ja) | 作業機械の旋回支援装置 | |
EP3556713A1 (en) | Remote operation terminal and work vehicle provided with remote operation terminal | |
US20110004379A1 (en) | Interference prevention control device of work machine | |
WO2012028027A1 (zh) | 智能对箱***及设置有该智能对箱***的集装箱正面吊 | |
RU2737758C1 (ru) | Подъемное устройство | |
CN111801294B (zh) | 远程操作终端以及具备远程操作终端的移动式起重机 | |
CN109467010B (zh) | 用于借助起重机移动负载的方法 | |
CN111788143B (zh) | 远程操作终端及作业车辆 | |
JP2850305B2 (ja) | クレーンの自動運転装置 | |
CN102910534A (zh) | 一种用于折臂式随车起重机的直线起吊装置及其控制方法 | |
JP2018158840A (ja) | クレーン | |
JPH06312386A (ja) | 位置決め用ロボット、吊り荷の位置決め装置および相互位置検出装置 | |
EP1314681B1 (en) | Method for operating a crane | |
RU2345944C1 (ru) | Способ повышения безопасности работы грузоподъемного крана (варианты) | |
RU2347736C2 (ru) | Система управления грузоподъемного крана (варианты) | |
CN215828194U (zh) | 基于机器视觉的吊具精准定位装置 | |
IT201800004677A1 (it) | Sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato, in particolare di una gru articolata, verso una posizione target | |
JPH0710464A (ja) | 吊り荷の位置決め装置 | |
EP3556710B1 (en) | Crane with articulated arm | |
EP3763660B1 (en) | Remote operation terminal and work vehicle comprising remote operation terminal | |
JP7275761B2 (ja) | 作業機械用吊りシステム | |
JP2673437B2 (ja) | クレーン等における操作装置 |