(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立に伸縮する複数の伸縮アクチュエータの伸縮に応じて形状を変化させ得る可変形状トラス架構の形状を制御する方法であって、
前記伸縮アクチュエータの伸縮量の目標変化パターンを予め求めておき、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を検出する検出ステップと、前記目標変化パターンと前記検出された伸縮量とに基づいて前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する制御ステップとを備え、
前記制御ステップでは、前記検出された伸縮量に基づいて伸縮動作が前記目標変化パターンに対して最も大きく遅れている伸縮アクチュエータを特定し、この特定した伸縮アクチュエータ以外の伸縮アクチュエータの伸縮速度を抑制することを特徴とする可変形状トラス架構の形状制御方法。
【請求項２】
互いに独立に伸縮する複数の伸縮アクチュエータの伸縮に応じて形状を変化させ得る可変形状トラス架構の形状を制御する方法であって、
所定の位置関係を保ちながら変位すべき複数の管理ポイントの位置を検出する検出ステップと、この検出した位置に基づいて、前記複数の管理ポイントが前記所定の位置関係に保たれるように前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する制御ステップとを備えることを特徴とする可変形状トラス架構の形状制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の可変形状トラス架構の形状制御方法であって、
前記制御ステップでは、前記可変形状トラス架構の外部に設けた位置センサにより検出した少なくとも１つの管理ポイントの外界に対する位置に基づいて、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を修正することを特徴とする可変形状トラス架構の形状制御方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の可変形状トラス架構の形状制御方法であって、
前記検出ステップでは、前記伸縮アクチュエータの伸縮量の検出値を、前記可変形状トラス架構の外部に設けた位置センサにより検出した少なくとも１つの管理ポイントの外界に対する位置に基づいて修正し、前記制御ステップでは、前記修正した検出値に基づいて、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御することを特徴とする可変形状トラス架構の形状制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変形状トラス架構の形状制御方法に係り、特に、可変形状トラス架構の形状を良好な精度で制御するうえで好適な可変形状トラス架構の形状制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一部のトラス部材が伸縮アクチュエータで構成されることにより可変形状とされたトラス架構が知られている。かかる可変形状トラス架構を複数並設し、可変形状トラス架構間で互いに対応する部位同士を連結することにより、例えば可動式屋根架構などの可変形状の立体構造物を実現できる。このような立体構造物を円滑に変形させるには、各可変形状トラス架構の互いに連結された対応部分を同じパターンで変位させることが必要である。このため、従来は、立体構造物を構成する複数の可変形状トラス架構の、互いに対応する位置にある（つまり、同一の伸縮量を示すべき）複数の伸縮アクチュエータを１つのアクチュエータ群として、各アクチュエータ群内での伸縮量の差が所定値を超えた場合に、伸縮動作が最も遅れている（つまり、伸び行程では伸長量が最も小さく、また、収縮行程では伸長量が最も大きい）伸縮アクチュエータ以外のアクチュエータの伸縮速度を抑制していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の制御手法は、同一の伸縮量を示すべき複数の伸縮アクチュエータ間の伸縮量の差に基づいて各伸縮アクチュエータの伸縮量を制御するものであり、各伸縮アクチュエータの伸縮量の絶対値を目標値に従って制御することは考慮していない。しかしながら、可変形状トラス架構の形状は、一部の伸縮アクチュエータの伸縮量の小さな変化に起因して、大きく変化することがある。この点で、上記従来の制御手法は、可変形状トラス架構に予期せぬ大きな変形を生じさせる可能性があり、可変形状トラス架構の形状を目標通りに変化させるうえで必ずしも最適なものではなかった。また、同一の伸縮量を示すべき複数の伸縮アクチュエータが存在することが前提となるため、全ての伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮変形する場合には適用できなかった。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、複数の伸縮アクチュエータが全て互いに独立に伸縮する場合に、可変形状トラス架構の形状を良好な精度で制御することが可能な可変形状トラス架構の制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、互いに独立に伸縮する複数の伸縮アクチュエータの伸縮に応じて形状を変化させ得る可変形状トラス架構の形状を制御する方法であって、
前記伸縮アクチュエータの伸縮量の目標変化パターンを予め求めておき、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を検出する検出ステップと、前記目標変化パターンと前記検出された伸縮量とに基づいて前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する制御ステップとを備え、
前記制御ステップでは、前記検出された伸縮量に基づいて伸縮動作が前記目標変化パターンに対して最も大きく遅れている伸縮アクチュエータを特定し、この特定した伸縮アクチュエータ以外の伸縮アクチュエータの伸縮速度を抑制する可変形状トラス架構の形状制御方法により達成される。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、各伸縮アクチュエータの伸縮量の目標変化パターンが求められ、この目標変化パターンに基づいて各伸縮アクチュエータの伸縮量が制御される。このため、各伸縮アクチュエータの伸縮量を目標変化パターンに従って制御することができ、これにより、トラス架構の形状を良好な精度で制御することができる。また、各伸縮アクチュエータについて目標変化パターンが求められるため、複数の伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮する場合にも、可変形状トラス架構を所望の形状に変形させることができる。そして、目標変化パターンに対する伸縮の遅れが最も大きい伸縮アクチュエータ以外の伸縮アクチュエータの伸縮速度が抑制されるので、伸縮アクチュエータの伸縮の遅れ度合いが均等化される。すなわち、過度に伸縮が遅れまたは早い伸縮アクチュエータがなくなるので、可変形状トラス架構に予期せぬ形状変化が生ずるのを防止できる。
【００１０】
また、上記の目的は、請求項２に記載する如く、互いに独立に伸縮する複数の伸縮アクチュエータの伸縮に応じて形状を変化させ得る可変形状トラス架構の形状を制御する方法であって、所定の位置関係を保ちながら変位すべき複数の管理ポイントの位置を検出する検出ステップと、この検出した位置に基づいて、前記複数の管理ポイントが前記所定の位置関係に保たれるように前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御する制御ステップとを備える可変形状トラス架構の形状制御方法により達成される。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、所定の位置関係を保ちながら変位すべき複数の管理ポイントがこの所定の位置関係に保たれるように、伸縮アクチュエータの伸縮量が制御されることで、可変形状トラス架構の形状を良好な精度で制御することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の可変形状トラス架構の形状制御方法であって、前記制御ステップでは、前記可変形状トラス架構の外部に設けた位置センサにより検出した少なくとも１つの管理ポイントの外界に対する位置に基づいて、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を修正することを特徴とする。
【００１３】
一般に、伸縮アクチュエータの個体差やトラス部材の形状誤差などに起因して、伸縮アクチュエータの伸縮量と、可変形状トラス架構の形状との間の関係にはばらつきが生ずる。このため、伸縮アクチュエータの伸縮量のみに基づいて可変形状トラス架構の形状を制御した場合、その形状にある程度の誤差が生ずる。これに対して、請求項３記載の発明によれば、可変形状トラス架構の少なくとも１つの管理ポイントの外界に対する位置が検出され、その検出値に基づいて伸縮アクチュエータの伸縮量が修正されるため、可変形状トラス架構の形状制御精度が向上する。また、複数の伸縮アクチュエータのそれぞれについて伸縮量を修正することで、これら複数の伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮する場合にも、可変形状トラス架構を所望の形状に変形させることができる
【００１４】
また、請求項４に記載された発明は、請求項１又は２記載の可変形状トラス架構の形状制御方法であって、前記検出ステップでは、前記伸縮アクチュエータの伸縮量の検出値を、前記可変形状トラス架構の外部に設けた位置センサにより検出した少なくとも１つの管理ポイントの外界に対する位置に基づいて修正し、前記制御ステップでは、前記修正した検出値に基づいて、前記伸縮アクチュエータの伸縮量を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、可変形状トラス架構の少なくとも１つの管理ポイントの外界に対する位置が検出され、その検出値に基づいて伸縮アクチュエータの伸縮量の検出値が修正されるため、可変形状トラス架構の形状制御精度が向上する。また、複数の伸縮アクチュエータのそれぞれについて伸縮量の検出値を修正することで、これら複数の伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮する場合にも、可変形状トラス架構を所望の形状に変形させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態である可変形状立体トラス架構１０を概略的に示す斜視図である。立体トラス架構１０は、例えば可動式屋根架構として構成されている。図１に示す如く、立体トラス架構１０は、並設された一対の可変形状トラス架構１２−１，１２−２を有している。可変形状トラス架構１２−１，１２−２は互いに同一の構成とされており、対応する部分同士が連結部材１３，１４，１５等により連結されている。
【００１８】
可変形状トラス架構１２−１，１２−２において、それぞれ、トラス部材１６−１，１７−１および１６−２，１７−２は伸縮アクチュエータで構成された可変長トラス部材である。これらの可変長トラス部材の伸縮に応じて可変形状トラス架構１２−１，１２−２を変形させることができる。以下、可変長トラス部材１６−１，１７−１，１６−２，１７−２を構成する伸縮アクチュエータを、それぞれ、第１アクチュエータ５０、第２アクチュエータ５２、第３アクチュエータ５４、および第４アクチュエータ５６と称す。この伸縮アクチュエータとして、油圧式、電動式など種々の公知の構成を用いることができる。なお、図１に示す如く、可変形状トラス架構１２−１，１２−２には、各トラス架構の変形を管理するための第１管理ポイント１８−１と１８−２、および、第２管理ポイント１９−１と１９−２が、それぞれ互いに対応する位置に設けられている。
【００１９】
図２は、伸縮アクチュエータの一例として、油圧式の伸縮アクチュエータ２０の構成を示す。図２に示す如く、伸縮アクチュエータ２０は、シリンダ部材２１と、このシリンダ部材２１に進退可能に挿入されたピストン部材２２とを備えている。ピストン部材２２のシリンダ部材２１の内部に位置する部位の外周面には、凹凸面２４が設けられている。また、ピストン部材２２の内部には、凹凸面２４上に開口する油圧通路２６が設けられている。油圧通路２６には、アンロック用油圧供給ポート２８が連通している。アンロック用油圧供給ポート２８は、ピストン部材２２の外周面の、シリンダ部材２１の外部に位置する部位において外部に取り出されている。したがって、アンロック用油圧供給ポート２８を介して油圧通路２６に油圧を供給することができる。一方、シリンダ部材２１には、シリンダ部材２１の底面とピストン部材２２の底面との間の空間に連通する駆動用油圧供給ポート３０が設けられている。また、伸縮アクチュエータ２０には、ストロークセンサ３２が装着されている。ストロークセンサ３２は、ピストン部材２２のシリンダ部材２１に対する退出方向（伸長方向）の変位量（以下、伸縮アクチュエータ２０のストローク量と称す）に応じた電気信号を出力する。
【００２０】
上記の構成を有する伸縮アクチュエータ２０において、アンロック用油圧供給ポート２８に油圧が供給されない通常状態では、凹凸面２４の凸部先端がシリンダ部材２１の内周面に食い込むことにより、ピストン部材２２はシリンダ部材２１に対してロックされる。一方、アンロック用油圧供給ポート２８に油圧が供給されると、この供給油圧が凹凸面２４とシリンダ部材２１の内周面との間に作用することにより、図３に示す如く、シリンダ部材２１は凹凸面２４の外周に位置する部位において径方向に膨張する。その結果、凹凸面２４とシリンダ部材２１の内周面との係合状態が解消され、ピストン部材２２はアンロックされる。この状態で、駆動用油圧供給ポート３０に油圧が供給されると、この供給油圧がピストン部材２２の底面に作用する。その結果、ピストン部材２２はシリンダ部材２１から退出するように駆動され、伸縮アクチュエータ２０は伸長する。そして、ピストン部材２２が所望の位置まで変位した時点でアンロック用油圧供給ポート２８および駆動用油圧供給ポート３０への油圧の供給を共に停止することで、ピストン部材２２をその位置にロックできる。また、アンロック用油圧供給ポート２８へ油圧を供給した状態で駆動用油圧供給ポート３０への油圧の供給を停止すると、ピストン部材２２はシリンダ部材２１へ進入するように駆動され、伸縮アクチュエータ２０は収縮する。このように、各油圧供給ポート２８，３０への油圧の供給状態を制御することにより、伸縮アクチュエータ２０を伸縮させることができる。
【００２１】
上述の如く、本実施形態においては、立体トラス架構１０は第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の伸縮に応じて変形する。このため、立体トラス架構１０の形状を目標通りに変化させるには、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の伸縮量を、立体トラス架構１０の目標とする形状変化に従って制御することが必要である。その際、立体トラス架構１０は可変形状トラス架構１２−１，１２−２が連結された構成であるため、立体トラス架構１０の円滑な動作を実現するには、可変形状トラス架構１２−１，１２−２が互いに同一の形状変化を起こすように、つまり、互いに対応する第１アクチュエータ５０と第３アクチュエータ５４、および、第２アクチュエータ５２と第４アクチュエータ５６がそれぞれ同一のストローク量を示すように、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量を制御することが必要である。以下、本実施形態において、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量を制御することにより立体トラス架構１０の形状制御を行う手法について説明する。
【００２２】
図４は、立体トラス架構１０の形状制御を行う制御システムの構成図である。図４に示す如く、本制御システムは、中央制御盤６０を備えている。中央制御盤６０には、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６にそれぞれ設けられたストロークセンサ３２の出力信号が供給されている。したがって、中央制御盤６０では、各ストロークセンサ３２の出力信号に基づいて、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の伸縮量を検出することができる。
【００２３】
中央制御盤６０には、バルブ制御盤６２が電気的に接続されている。バルブ制御盤６２には、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のそれぞれに対応して設けられた油圧バルブ６４，６６，６８，７０が油圧配管を介して接続されている。油圧バルブ６４〜７０には、それぞれ対応する第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のアンロック用油圧供給ポート２８および駆動用油圧供給ポート３０が接続されている。
【００２４】
上記の構成によれば、バルブ制御盤６２が中央制御盤６０から供給される制御信号に応じて各油圧バルブ６４〜７０を調整することにより、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量を制御することができる。
【００２５】
中央制御盤６０は、立体トラス架構１０の形状制御を開始するにあたり、立体トラス架構１０の目標とする形状の時間的変化（以下、目標変形パターンと称す）を実現するような第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の伸縮量の時間的変化（以下、目標伸縮パターンと称す）を予め計算して記憶しておく。図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６に対する目標伸縮パターンを示す。
【００２６】
中央制御盤６０は、伸縮アクチュエータ２０の特性に基づいて、図５（ａ）〜（ｄ）に例示する目標伸縮パターンに従って第１〜第４アクチュエータ５０〜５６を伸縮させるために各アクチュエータへ供給すべき油圧を求め、この油圧が第１〜第４アクチュエータ５０〜５６に供給されるようにバルブ制御盤６２へ制御信号を供給する。これにより、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６は概ねそれぞれの目標伸縮パターンに追従して伸縮する。しかしながら、伸縮アクチュエータ２０の個体差等に起因して、実際の伸縮量変化と目標伸縮パターンとの間には偏差が生ずる。本実施形態では、以下の制御手法▲１▼〜▲３▼により、この偏差による影響を抑制する。
【００２７】
―――制御手法▲１▼―――
中央制御盤６０は、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストロークセンサ３２の出力信号に基づいて、それぞれ互いに対応する第１アクチュエータ５０と第３アクチュエータ５４、および、第２アクチュエータ５２と第４アクチュエータ５６の各アクチュエータ対において、ストローク量の差が所定の許容値以内であるか否かを適時判定する。そして、何れかのアクチュエータ対におけるストローク量の差が許容値に達すると、伸縮量が互いにほぼ等しくなるまで、そのアクチュエータ対のうち伸縮動作が進んでいる方（つまり、アクチュエータが伸長過程にあるときはストローク量が大きい方、また、アクチュエータが収縮過程にあるときはストローク量が小さい方）のアクチュエータの伸縮速度を抑制する。この制御手法▲１▼は、上記した従来の制御手法と同様であり、同一の伸縮量を示すべきアクチュエータの伸縮量差を抑制できる。しかしながら、この制御手法のみでは、各アクチュエータの伸縮量の絶対的な精度を保証できないという問題があることは上記した通りである。本実施形態では、更に以下の制御手法▲２▼および▲３▼により、この問題を解消する。
【００２８】
―――制御手法▲２▼―――
ここでは、第２アクチュエータ５２の動作が他のアクチュエータに比べて最も遅れた場合について説明する。図５（ａ）〜（ｄ）に示す如く、例えば、時刻ｔ１における第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の目標ストローク量（つまり、目標伸縮パターンの現在値；図中に○で示す）と実際のストローク量（図中に●で示す）との間に、それぞれ、偏差δ１，δ２，δ３，δ４が生じたとする。
【００２９】
これらの偏差δ１〜δ４のうち最大の偏差（図５に示す場合では偏差δ２）が所定の許容値以上になると、第２アクチュエータ５２の伸縮動作は第１，第３，第４アクチュエータ５０，５４，５６に比べて遅れていると判断される。この場合、中央制御盤６０は、偏差δ１，δ３，δ４がそれぞれ所定値以上になるまで、第１，第３，第４アクチュエータ５０，５４，５６の伸縮速度を抑制する。このように、偏差δ１〜δ４のうち何れかが許容値に達した場合に、該当するアクチュエータ以外のアクチュエータの伸縮速度を抑制することにより、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の一部の伸縮アクチュエータの動作が他の伸縮アクチュエータに比べて過度に遅くなるのを防止できる。したがって、制御手法▲２▼によれば、一部のアクチュエータの伸縮動作の遅れに起因して立体トラス架構１０全体の形状が影響を受けるのを防止できる。
【００３０】
なお、本制御手法▲２▼では、制御手法▲１▼の場合と同様に、一部のアクチュエータの伸縮速度を抑制するため、各可変形状トラス架構１２−１，１２−２の形状変化は、目標変形パターンに比べて遅くなる。しかしながら、制御手法▲１▼とは異なり、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６は互いの同期しながら目標伸縮パターンと同じ軌跡で伸縮するため、可変形状トラス架構１２−１，１２−２も、目標変形パターンと同じ軌跡で変化することとなる。したがって、制御手法▲２▼によれば、各トラス架構１２−１，１２−２に予期せぬ変形が生ずるのを防止できる。
【００３１】
なお、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の伸縮速度を抑制する方法としては、以下のように種々の方法が考えられる。
(1)アクチュエータの伸縮速度をその目標伸縮パターンから得られる目標伸縮速度よりも所定の度合いだけ減少させる。
(2)アクチュエータの伸縮速度を現時点の伸縮速度から所定の度合いだけ減少させる。
(3)アクチュエータの伸縮動作を一定期間停止させる。
【００３２】
−−−制御手法（３）−−−
中央制御盤６０は、更に、可変形状トラス架構１２−１，１２−２に設けた第１管理ポイント１８−１，１８−２、および、第２管理ポイント１９−１，１９−２の位置を第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量に基づいて計算し、互いに対応する第１管理ポイント１８−１と１８−２との間の位置偏差Δｘ１、および、第２管理ポイント１９−１と１９−２との間の位置偏差Δｘ２を求める。そして、例えば、第１管理ポイント１８−１の第１管理ポイント１８−２に対する変位の遅れが大きくなって位置偏差Δｘ１が所定の許容値に達した場合、この位置偏差Δｘ１が一定値以下となるまで、変位が進んでいる方の第１管理ポイント１８−２を含む可変形状トラス架構１２−２の第３アクチュエータ５４および第４アクチュエータ５６の伸縮速度を抑制する。これにより、可変形状トラス架構１２−２の変形速度が遅くなることで、可変形状トラス架構１２−１，１２−２間の変形の差異を小さくし、両トラス架構を同期して制御することが可能となる。このように、形状の変化が早い方の可変形状トラス架構１２−１または１２−２の変化速度を抑制することで、可変形状トラス架構１２−１，１２−２をほぼ同一形状に保ちながら、両トラス架構の形状を目標通りのパターンで変化させることができる。
【００３３】
上述の如く、制御手法▲３▼によれば、管理ポイント１８−１、１８−２，１９−１，１９−２の位置に基づいて、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量が制御される。このため、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６の微小なストローク変化によって可変形状トラス架構１２−１，１２−２の形状が大きく変化するような場合であっても、可変形状トラス架構１２−１，１２−２に予期せぬ変形が生ずるのを防止できる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、制御手法▲１▼〜▲３▼を全て用いることで、立体トラス架構１０の形状をできる限り良好な精度で制御することとした。しかしながら、従来の手法である制御手法▲１▼を省略して制御手法▲２▼および▲３▼のみを用いることとしてもよく、あるいは、制御手法▲２▼または▲３▼の何れか一方のみを用いることとしてもよい。すなわち、制御手法▲２▼によれば、第１〜第４アクチュエータ５０〜５６をそれぞれ目標伸縮パターンと同じ軌跡で伸縮させることで、可変形状トラス架構１２−１，１２−２を互いに同期させながら、目標通りの変形パターンで変形させることができ、また、制御手法▲３▼によれば、管理ポイント１８−１，１８−２，１９−１，１９−２の位置を制御することで、同様に可変形状トラス架構１２−１，１２−２を互いに同期させながら、目標通りの変形パターンで変形させることができる。このように、制御手法▲２▼または▲３▼の何れか一方でも、従来の制御手法▲１▼に比べて、立体トラス架構１０の予期せぬ変形を防止して、立体トラス架構１０の形状を良好な精度で制御できるという優れた効果を得ることができるのである。
【００３５】
また、上記実施形態では、可変形状トラス架構１２−１，１２−２が並設されて、互いに同一の伸縮変形または変位を示すべき複数の伸縮アクチュエータまたは複数の管理ポイントが存在するものとしたが、上記した制御手法▲２▼は、このような場合に限らず適用可能である。すなわち、制御手法▲２▼は各伸縮アクチュエータの目標伸縮パターンに基づいてそのストローク量を制御するものであるため、同一の伸縮動作を行うべき複数の伸縮アクチュエータが存在しない場合（例えば、可変形状トラス架構１２−１または１２−２の一方のみが存在する場合）にも、制御手法▲２▼を適用することにより、各伸縮アクチュエータが他の伸縮アクチュエータに対して過度に遅れることなく伸縮動作することを可能とし、これにより、トラス架構に予期せぬ変形が生ずるのを防止できる。
【００３６】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。
上記した実施形態の制御手法▲３▼では、第１管理ポイント１８−１，１８−２および第２管理ポイント１９−１，１９−２の位置を第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量に基づいて計算することとした。しかしながら、このように計算された各管理ポイントの位置には各トラス部材の寸法誤差が反映され、また、計算の過程で、ストロークセンサ３２の検出誤差が蓄積していくため、計算された位置と、実際の位置との間にはある程度の誤差が生じてしまう。
【００３７】
これに対して、本実施形態では、図６に示す如く、第１管理ポイント１８−１，１８−２および第２管理ポイント１９−１，１９−２の位置を、立体トラス架構１０の外部に設けたテレビカメラ１００およびレーザ式距離センサ１０２，１０４により検出する。このように、立体トラス架構１０の外部に設けたカメラや距離センサ等の外界センサを用いることにより、各管理ポイントの位置を正確に検出できるのである。
【００３８】
図７は、本実施形態において、立体トラス架構１０の形状制御を行うべく中央制御盤６０が行う処理を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートでは、先ずステップＳ１において、ストロークセンサ３２の出力信号に基づいて第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量を検出し、続くステップＳ２において、検出された伸縮量に基づいて、第１管理ポイント１８−１，１８−２および第２管理ポイント１９−１，１９−２の位置を算出する。更に、ステップＳ４では、外界センサ（すなわちテレビカメラ１００およびレーザ式距離センサ１０２，１０４）により各管理ポイント１８−１，１８−２，１６−１，１６−２の位置を検出する。
【００３９】
次に、ステップＳ４において、管理ポイント１８−１，１８−２，１９−１，１９−２のそれぞれについて、ストロークセンサ３２に基づいて算出された位置と、外界センサにより検出された位置との誤差を求め、続くステップＳ５において、各管理ポイントの位置誤差が所定の許容値以下であるか否かを判定する。その結果、何れの管理ポイントについても位置誤差が許容値以下であれば、今回の処理を終了する。一方、ステップＳ５において何れかの管理ポイントでの位置誤差が許容値を上回っている場合は、ステップＳ６へ進む。
【００４０】
ステップＳ６では、位置誤差が許容値を越えた管理ポイントについて、その位置誤差を許容値以下まで減少させるような第１〜第４アクチュエータ５０〜５６のストローク量を算出すると共に、各アクチュエータを算出した目標ストロークに向けて駆動する。ステップＳ６の処理が終了すると、再びステップＳ１へ進む。
【００４１】
上述の如く、テレビカメラ１００やレーザ式距離センサ１０２，１０４等の外界センサを用いることにより、各管理ポイント１８−１，１８−２，１６−１，１６−２の位置を高い精度で検出することができる。このため、図７に示すフローチャートのように、外界センサによる検出位置に基づいて各管理ポイントの位置を修正することにより、立体トラス架構１０の形状を高い精度で制御することができる。
【００４２】
なお、上記第１の実施形態の制御手法▲３▼において、管理ポイント１８−１，１８−２，１９−１，１９−２の位置をテレビカメラ１００やレーザ式距離センサ１０２，１０４などの外界センサで検出してもよい。また、図７に示す処理において、ステップＳ５で位置誤差が許容値を越えている場合には、各ストロークセンサ３２の検出値を外界センサの検出値に基づいて補正し、その補正値を用いて、上記第１の実施形態における制御手法▲２▼による制御を行うことで、形状制御をより高い精度で行うことが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および２記載の発明によれば、各伸縮アクチュエータの伸縮量の目標変化パターンに基づいて、各伸縮アクチュエータの伸縮量を制御することにより、トラス架構の形状を良好な精度で制御することができる。また、各伸縮アクチュエータについて目標変化パターンが求められるため、複数の伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮する場合にも、可変形状トラス架構を所望の形状に変形させることができる。
【００４４】
また、請求項３記載の発明によれば、所定の位置関係を保ちながら変位すべき複数の管理ポイントがこの所定の位置関係に保たれるように、伸縮アクチュエータの伸縮量を制御することで、可変形状トラス架構の形状を良好な精度で制御することができる。
【００４５】
また、請求項４記載の発明によれば、可変形状トラス架構の少なくとも１つの所定ポイントの外界に対する位置を検出し、その検出値に基づいて伸縮アクチュエータの伸縮量を修正することで、可変形状トラス架構の形状制御精度を向上させることができる。また、複数の伸縮アクチュエータのそれぞれについて伸縮量を修正することで、これら複数の伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮する場合にも、可変形状トラス架構を所望の形状に変形させることができる。
【００４６】
また、請求項５に記載の発明によれば、可変形状トラス架構の少なくとも１つの所定ポイントの外界に対する位置を検出し、その検出値に基づいて伸縮アクチュエータの伸縮量の検出値を修正することで、可変形状トラス架構の形状制御精度を向上させることができる。また、複数の伸縮アクチュエータのそれぞれについて伸縮量の検出値を修正することで、これら複数の伸縮アクチュエータが互いに独立に伸縮する場合にも、可変形状トラス架構を所望の形状に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である可変形状トラス架構の概略構成図である。
【図２】可変長トラス部材を構成する油圧式の伸縮アクチュエータの構成を示す図である。
【図３】図２に示す伸縮アクチュエータのアンロック状態を示す図である。
【図４】立体トラス架構の形状制御を行う制御システムの構成図である。
【図５】第１〜第４アクチュエータの目標伸縮パターンを示す図である。
【図６】管理ポイントの位置をテレビカメラやレーザ式距離センサ等の外界センサで検出する構成を示す図である。
【図７】図６に示す構成において中央制御盤が実行する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  立体トラス架構
１２−１，１２−２  可変形状トラス架構
１８−１，１８−２，１９−１，１９−２  管理ポイント
２０  伸縮アクチュエータ
３２  ストロークセンサ
５０  第１アクチュエータ
５２  第２アクチュエータ
５４  第３アクチュエータ
５６  第４アクチュエータ
６０  中央制御盤
１００  テレビカメラ
１０２，１０４  レーザ式距離センサ
【図１】
0003695264.tif 000002
【図２】
0003695264.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003695264.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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