(57)【要約】【要約書】【課題】本発明は、可動装置・ツール（１）の作動アーム（２）上に配置された作動機構（３）システムの位置決定及び位置調節に関する。【解決手段】本システムは、少なくとも１つのセンサ（４）と送受信機（５）を有する。少なくとも１つのセンサ（４）と送受信機（５）間の作動機構の座標（ｘ，ｙ）の位置、及び／又は（３）の勾配（φ）の決定及び送信を非接触で行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのセンサ（４）及び送受信機（５）を有する、可動装置（１）の作動アーム（２）上に配置された作動機構（３）の検出・制御システムであって、
前記少なくとも１つのセンサ（４）と前記送受信機（５）と間の前記作動機構（３）の座標軸（ｘ，ｙ）及び／又は勾配（φ）の検出及び送信が、非接触で行われることを特徴とする作動機構（３）の検出・制御システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのセンサ（４）が、能動センサ（４）として構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセンサ（４）が、受動センサ（４）として構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのセンサ（４）が、前記作動機構（３）内に配置される請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記装置（１）の制御レバー（１０）を介して発信された信号が、前記送受信機（５）及び前記少なくとも１つのセンサ（４）によって前記作動機構（３）に送信可能である請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１つの更なるセンサ（４）が、前記作動アーム２の油圧装置（６）内に配置される請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記油圧装置（６）内に配置された前記センサ（４）が、圧力信号（ｐ）を発信する請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
増幅装置（８）を有する請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記増幅装置（８）が、少なくとも１つの送受信機（５）の形態で構成される請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記増幅装置（８）が、前記装置（１）の前記作動アーム（２）上に配置される請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記増幅装置（８）が、前記装置（１）から離間して配置される請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記増幅装置（８）が、前記少なくとも１つのセンサ（４）及び前記送受信機（５）と視覚的に直接接触する請求項８〜１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記信号の送信が、無線信号、特にはマイクロ波によって行われる請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
更なる物理変数（ｐ）が、前記システムを介して前記送受信機（５）に送信可能である請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載の可動装置の作動アームの位置検出・制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可動装置における位置制御された作動アームの場合、前記作動機構の位置は、通常、油圧システムのシリンダ内の長さセンサ又は角度センサにより間接的に検出される。角度センサによる位置検出の一例は、特許文献１に公知である。特許文献１には、作動機構の位置により決まる面と重力方向との間の角度を計測する計測器と、作動機構の位置により決まる面と重力方向との間の角度を規定する角度トランスミッタと、作動機構の面と重力方向との間の角度を制御して、計測角度を規定角度に対応させる制御装置とを具備する、可動装置の作動機構に対する位置制御装置が記載されている。
【０００３】
特に、この種のシステムは、障害及び誤差を検出する能力が非常に限られ不利であるため、最大出力に調節する能力も同様に制限されている。
【０００４】
測位システム（例えば、ＧＰＳ、全地球測位システム）により、地上の可動装置の位置を検出できることが更に知られている。この種の検出システムを備えた作動装置は、例えば、特許文献２に記載されている。
【０００５】
この種の位置検出システムは、特に、価格面及び精度において不利である。本目的への適用に好適な送受信機はコストが高く、しかも手間がかかる。
【０００６】
【特許文献１】独国特許第１００００７７１Ａ１号明細書
【特許文献２】国際公開第９５／３０７９９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、作動アーム上に設けられた作動機構の簡易、経済的、且つ正確な位置測定及び再配置を可能にする、可動装置の作動アームの位置検出・制御システムを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
前記目的は、請求項１の特徴により達成される。
【０００９】
少なくとも１つのセンサと１つの送受信機の間の作動機構の座標及び／又は勾配の送信又は位置決定は、電磁波で信号を送信することで、非接触で有利に達成される。
【００１０】
下位概念クレームは、本発明の有利な発展を含む。
【００１１】
本発明の形態の利点を、図を参照して概略的に示す。図１及び図２は以下に示す。
【００１２】
図１に、可動装置１の作動アーム２の位置検出及び位置制御を行うために本発明に基づいて構成されたシステムの一実施形態を概略的に示す。該実施形態に記載される装置１は、作動アーム２に配置された作動機構３を有する掘削機、該形態の掘削バケット等の土木装置である。しかし、本発明は、前記装置に限定されることなく、クレーン、コンクリートポンプ、テレハンドラー等、他の用途にも応用できる。
【００１３】
作動機構３の位置検出は、好ましくは、マイクロ波、又は高周波電磁波による無線信号に基づいて、非接触センサ４により本発明に従って行われる。センサ４は、どの位置の検出を行う場合でも、作動アーム２又は作動機構３上に配置される。図１に示す第１の形態において、一つのセンサ４を、作動アーム２上に配置された作動機構３に配置し、更に一つのセンサ４を作動アーム２の油圧装置６に配置している。
【００１４】
能動センサ、特に有利には受動センサ４が、センサ４として好適である。能動センサ４は、例えば、バッテリーにより電源供給され、結果的に数年間のメンテナンスフリーが達成できる。必要に応じて、環境エネルギーを充電に使用することができる。受動センサ４を使用する場合、送受信機５を可動装置１に設置する。送受信機５により送信される信号は、受動センサ４に変換されて入力され、コード化されて戻される。この種のシステムの計測精度は、現在のマイクロ波技術の場合、数センチであり、応用範囲は無限である。他の種類のセンサ４、例えば、圧力センサからの信号送信は、同様の技術により実施できる。
【００１５】
作動機構３の位置及び方位は、センサ４と送受信機５が協同して測定される。作動機構３に配置された第１センサ４は、例えば、作動機構３の位置決定に対しては変数ｘ、ｙ、作動機構３の勾配決定に対しては変数φという形で、作動機構３の位置と方位を感知し、送受信機５に非接触で信号を送信する。基準システム、即ち、装置１の絶対位置及び絶対方位は、ＧＰＳ（全地球測位システム）センサ、勾配センサ、又は加速度センサにより決定できる。同様に、例えば、油圧装置６の圧力信号、或いは作動機構３の速度若しくは加速度、流体の温度、及びシステム内の流量等の他の物理的変数も更に、非接触で送信可能である。図１では、例として油圧装置６内の圧力センサ４を示す。
【００１６】
送受信機５は、操縦者が装置１を操作するための、例えば、制御装置９及び制御レバー１０等の更なる装置１の構成部品と通信する。制御レバー１０を介して操縦者により行われる動作は、制御装置９により、対応する信号及び作動機構３の動作へと変換される。
【００１７】
したがって、作動機構３の位置及び方位決定に対する信号は、装置の個々の部品間の動作時間の測定値に基づいて、作動機構３内の少なくとも１つのセンサ４により決定される。圧力、速度、加速度、温度、及び流量等の他の物理変数の信号は、送受信機５に直接送信可能である。
【００１８】
しかしながら、センサ４と送受信機５の通信は、図２に示した、例えば、障壁７のような障害物によって、困難または不可能となる可能性がある。
【００１９】
これを防ぐため、図２の第２の実施形態で示したように、センサ４と装置１の実際の送受信機５との間の通信を支援する増幅装置８により、図１のシステムを有利に提供することができる。作動機構３の位置及び方位を決定するためには、増幅装置８から両方の装置が直接見えるように増幅装置８を配置する。図２の実施形態に示すように、増幅装置８は、装置１の作動アーム上２に、又は装置１の外部の適切な位置に配置される。したがって、増幅装置８は、メインシステムと同一の技術によって、例えば位置情報等の別のデータを更に感知し、送受信機５に送信するように設計できる。該データは、制御、又は操縦者支援の目的に使用できる。
【００２０】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、様々な作動機構３に対して様々なセンサ４を用いた任意の装置１に適用可能である。本発明の特徴は、任意の方法で組合せることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、可動装置の可動式作動アームの位置検出及び位置制御を行うための本発明の第１の実施形態のシステムの概略図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態のシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      可動装置
２      作動アーム
３      作動機構
４      センサ
５      送受信機
６      油圧装置
７      障壁
８      増幅装置
９      制御装置
１０    制御レバー
【図１】
2008524480.tif 000003
【図２】
2008524480.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月23日(2006.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのセンサ（４）及び送受信機（５）を有する、可動装置（１）の作動アーム（２）上に配置された作動機構（３）の検出・制御システムであって、
前記少なくとも１つのセンサ（４）と前記送受信機（５）と間の前記作動機構（３）の座標軸（ｘ，ｙ）及び／又は勾配（φ）の検出及び送信が非接触で行われ、
該システムは、増幅装置（８）を有し、
前記増幅装置（８）は、前記少なくとも１つのセンサ（４）及び前記送受信機（５）と視覚的に直接接触し、
前記信号の送信が、無線信号、特にはマイクロ波によって行われることを特徴とする作動機構（３）の検出・制御システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのセンサ（４）が、能動センサ（４）として構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセンサ（４）が、受動センサ（４）として構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのセンサ（４）が、前記作動機構（３）内に配置される請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記装置（１）の制御レバー（１０）を介して発信された信号が、前記送受信機（５）及び前記少なくとも１つのセンサ（４）によって前記作動機構（３）に送信可能である請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１つの更なるセンサ（４）が、前記作動アーム２の油圧装置（６）内に配置される請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記油圧装置（６）内に配置された前記センサ（４）が、圧力信号（ｐ）を発信する請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記増幅装置（８）が、少なくとも１つの送受信機（５）の形態で構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記増幅装置（８）が、前記装置（１）の前記作動アーム（２）上に配置される請求項１または８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記増幅装置（８）が、前記装置（１）から離間して配置される請求項１または８に記載のシステム。
【請求項１１】
更なる物理変数（ｐ）が、前記システムを介して前記送受信機（５）に送信可能である請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
【国際調査報告】
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