(57)【要約】屈曲マスト２２のマストアーム（２３ないし２７）がそれぞれ駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により互いに相対的に回動可能である大型マニピュレータにおける屈曲マスト安全監視装置であって、隣接するマストアームまたはマスト台に対するマストアームの相対位置を常時測定して姿勢制御するようにした前記安全監視装置。本発明によれば、マストアーム（２３ないし２７）の姿勢測定値（εｉ）を、所定の安全限界値からのずれに応じて、駆動アッセンブリ（３４ないし３８）またはその調整部材（８０ないし８４）の安全制御に使用する（図３）。
2004526081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスト台（２１）に枢着されている屈曲マスト（２２）、特にコンクリート分配マスト（１４）を操作するための装置であって、屈曲マストが少なくとも２つのマストアーム（２３ないし２７）を有し、マストアーム（２３ないし２７）が互いに平行で且つ水平方向の屈曲軸線（２８ないし３２）のまわりをマスト台（２１）に対し、または隣接するマストアームに対し、それぞれ有利には液圧操作可能な駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により制限的に回動可能であり、個々の駆動アッセンブリ（３４ないし３８）に付設される調整部材（８０ないし８４）を用いてマストを運動させるための制御装置（５０，７４）にして、姿勢制御器（９２）を有し、有利には遠隔制御可能である前記制御装置（５０，７４）と、個々のマストアーム、屈曲軸線、および（または）駆動アッセンブリに付設される、姿勢制御（９２）のための距離測定または角度測定用のセンサ（９６）とが設けられている前記装置において、
制御装置（５０，７４）が、センサ（９６）の出力データに応答して所定の安全基準に従い調整部材（８０ないし８４）を制御するための安全ルーチン（１００，１００’）を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
安全ルーチン（１００’）が、有利には音または光の警告信号（１１４）を放出するための少なくとも１つの評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各駆動アッセンブリ（３４ないし３８）が複動の液圧シリンダを有していること、液圧シリンダが、付属の調整部材（８０ないし８４）を形成している比例シャトル弁を介して圧力油で付勢可能であること、比例シャトル弁が共通の供給管（１０４）を介して圧力油を供給されること、供給管（１０４）内に、安全ルーチン（１００，１００’）を介して制御可能な供給弁（１０６）が配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
供給弁（１０６）が、マストアームに付設されている比例シャトル弁と支持脚弁とに選択的に供給を行なうための比例作動弁として構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
安全ルーチン（１００’）が、供給弁（１０６）の作動状態（ＳＶ）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
安全ルーチン（１００’）が、走行デフォルト値（Ｆε）の存在または非存在に対し遠隔制御部（６０）を介して応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（Δεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差（Δε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（ＶΔεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差の速度（ＶΔε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（Ｖεｇ）よりも大きな角速度（Ｖε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
液圧シリンダとして構成された駆動アッセンブリ（３４ないし３８）の底部側端部およびピストン棒側端部に圧力センサが配置されていること、安全ルーチンが圧力センサの出力データに応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
台架上に配置され、有利には鉛直方向の回転軸線のまわりに回転可能なマスト台（２１）と、少なくとも２つのマストアーム（２３ないし２７）から構成され、有利にはコンクリート分配マスト（１４）を形成している屈曲マスト（２２）であって、そのマストアーム（２３ないし２７）が互いに平行で且つ水平方向の屈曲軸線（２８ないし３２）のまわりをマスト台（２１）に対し、または隣接するマストアームに対し、それぞれ有利には液圧操作可能な駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により制限的に回動可能である前記屈曲マスト（２２）と、個々の駆動アッセンブリ（３４ないし３８）に付設される調整部材（８０ないし８４）を用いてマストを運動させるための制御装置（５０，７４）であって、有利には遠隔操作可能で、且つ姿勢制御器（９２）を有している前記制御装置（５０，７４）と、個々のマストアーム、屈曲軸線、および（または）駆動アッセンブリに付設される、姿勢制御（９２）のための距離測定または角度測定用のセンサ（９６）とを備えた大型マニピュレータ、特にコンクリートポンプ（１０）用の大型マニピュレータにおいて、
制御装置（５０，７４）が、センサ（９６）の出力データに応答して所定の安全基準に従い調整部材（８０ないし８４）を制御するための安全ルーチン（１００，１００’）を有していることを特徴とする大型マニピュレータ。
【請求項１２】
安全ルーチン（１００’）が、有利には音または光の警告信号（１１４）を放出するための少なくとも１つの評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１３】
各駆動アッセンブリ（３４ないし３８）が複動の液圧シリンダを有していること、液圧シリンダが、付属の調整部材（８０ないし８４）を形成している比例シャトル弁を介して圧力油で付勢可能であること、比例シャトル弁が共通の供給管（１０４）を介して圧力油を供給されること、供給管（１０４）内に、安全ルーチン（１００，１００’）を介して制御可能な供給弁（１０６）が配置されていることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１４】
供給弁（１０６）が、マストアームに付設されている比例シャトル弁と支持脚弁とに選択的に供給を行なうための比例作動弁として構成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１５】
安全ルーチン（１００’）が、供給弁（１０６）の作動状態（ＳＶ）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１６】
安全ルーチン（１００’）が、走行デフォルト値（Ｆε）の存在または非存在に対し遠隔制御部（６０）を介して応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１５までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項１７】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（Δεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差（Δε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１６までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項１８】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（ＶΔεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差の速度（ＶΔε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１７までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項１９】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（ＶΔεｇ）よりも大きな角速度（Ｖε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１８までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項２０】
液圧シリンダとして構成された駆動アッセンブリ（３４ないし３８）の底部側端部およびピストン棒側端部に圧力センサが配置されていること、安全ルーチンが圧力センサの出力データに応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１９までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項２１】
屈曲マスト（２２）のマストアーム（２３ないし２７）がそれぞれ駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により互いに相対的に回動可能である大型マニピュレータにおける屈曲マスト安全監視方法であって、隣接するマストアームまたはマスト台に対するマストアームの相対位置を常時測定して姿勢制御するようにした前記安全監視方法において、
マストアーム（２３ないし２７）の姿勢測定値（εｉ（ｔ））を、所定の安全限界値からのずれに応じて、駆動アッセンブリ（３４ないし３８）の安全制御に使用することを特徴とする安全監視方法。
【請求項２２】
安全限界値を越えたときに警告信号を発することを特徴とする、請求項２１に記載の安全監視方法。
【請求項２３】
マストアーム（２３ないし２７）のための駆動アッセンブリ（３４ないし３８）を圧力油を用いて液圧制御すること、安全限界値からずれた場合、駆動アッセンブリ（３４ないし３８）への圧力油の供給を行い、或いは遮断することを特徴とする、請求項２１または２２に記載の安全監視方法。
【請求項２４】
圧力油の供給を遮断しているときの定常作動において、角速度（Ｖε）がゼロでなく且つ所定の限界値を越えていないときに圧力油の供給と姿勢制御とを行なうことを特徴とする、請求項２３に記載の安全監視方法。
【請求項２５】
圧力油の供給を行っている場合、制御偏差（Δε）および（または）角速度（Ｖε）および（または）制御偏差の速度（ＶΔε）が所定の限界値を越えたときに圧力油の供給と姿勢制御とを中止することを特徴とする、請求項２３または２４に記載の安全監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスト台に枢着されている屈曲マスト、特にコンクリート分配マストを操作するための装置であって、屈曲マストが少なくとも２つのマストアームを有し、マストアームが互いに平行で且つ水平方向の屈曲軸線のまわりをマスト台に対し、または隣接するマストアームに対し、それぞれ有利には液圧操作可能な駆動アッセンブリにより制限的に回動可能であり、個々の駆動アッセンブリに付設される調整部材を用いてマストを運動させるための制御装置にして、姿勢制御器を有し、有利には遠隔制御可能である前記制御装置と、個々のマストアーム、屈曲軸線、および（または）駆動アッセンブリに付設される、姿勢制御のための距離測定または角度測定用のセンサとが設けられている前記装置に関するものである。さらに本発明は、マスト台に枢着された屈曲マストと、上記操作用の装置とを備えた大型マニピュレータ、特にコンクリートポンプ用の大型マニピュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動コンクリートポンプは通常操作者が操作する。操作者は遠隔制御器を介してポンプを制御するとともに、屈曲マストの先端に配置されたエンドホースの位置決めをも行なう。このため操作者は、建設現場の諸条件を考慮しながら非構造化三次元作業空間で屈曲マストを移動させながら、付属の駆動アッセンブリを介して屈曲マストの複数の回転自由度を制御しなければならない。この点で操作を容易にするため、屈曲マストの不静定の屈曲軸線を、マスト台の各位置で該マスト台の回転軸線とは独立に遠隔制御機構の１回の調整過程で共通に制御するようにした操作装置がすでに提案されている（特許文献１）。この操作装置では、屈曲マストは操作者から見えるような伸縮運動を実施し、その際マスト先端の高さを補助的に一定に維持させることができる。これを可能にするため、制御装置は、遠隔制御機構を介して制御可能で且つコンピュータで処理される駆動アッセンブリ用の座標変換器を有しており、この座標変換器を介して、遠隔制御機構の１つの主調整方向において屈曲軸線の駆動アッセンブリをマスト台の回転軸線の駆動アッセンブリとは独立に操作することができ、マスト先端が所定の高さにあるときに屈曲マストの伸縮運動を実施させることができる。遠隔制御機構の他の主調整方向においては、屈曲マストの回転運動を実施しながらマスト台の回転軸線の駆動アッセンブリを屈曲軸線の駆動アッセンブリとは独立に操作することができる。他方第３の主調整方向では、マスト先端の昇降運動を実施しながら、屈曲軸線の駆動アッセンブリを回転軸線の駆動アッセンブリとは独立に操作することができる。屈曲マストをこのように操作するための基本的な前提は、特に個々のマストアーム、屈曲軸線、および（または）駆動アッセンブリに付設されている距離測定用または角度測定用のセンサ装置による姿勢制御である。機械要素も電子要素も液圧要素をも含んでいるこの種の技術システムの障害は完全に取り除けないので、操作者に警告を発し、作動過程に介入して安全性を保障する安全監視が必要である。この場合、発生したエラーをセンサで検知し評価して、エラーを少なくとも一時的に解消し、望ましくない連続エラー、損傷を回避させる必要がある。従来では、マスト機能およびポンプ機能の遮断は、操作者が操作する緊急遮断スイッチを介して可能であるにすぎなかった。
【０００３】
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許公開第４３０６１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の大型マニピュレータ用操作装置において、操作者とは独立に安全監視が可能であるように当該操作装置を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するため、請求項１，１１，２１に記載した構成を提案する。本発明の有利な構成と他の構成は従属項から明らかである。
本発明による解決法は、姿勢制御のために設けられる距離測定または角度測定用のセンサは、特定のエラーが発生したときに顧慮される基準を補助的に考慮して、自動的な安全監視を可能にするという認識に基づいている。これを達成するため、本発明によれば、制御装置が、センサの出力データに応答して所定の安全基準に従い調整部材を制御するための安全ルーチンを有していることが提案される。制御装置の特に重要な部分は、安全ルーチンが、操作者に発生したエラーを知らせる有利には音または光の警告信号を放出するための少なくとも１つの評価部分を含んでいる点にある。
【０００６】
本発明の有利な構成によれば、各駆動アッセンブリが複動の液圧シリンダを有し、液圧シリンダが、付属の調整部材を形成している比例シャトル弁を介して圧力油で付勢可能であり、比例シャトル弁が共通の供給管を介して圧力油を供給される構成において、供給管内に、安全ルーチンを介して制御可能な供給弁が配置されていることが提案される。エラーが発生したときの供給弁の状態に応じて、該供給弁は評価の基準になっている安全基準に基づいてオンオフさせることができる。この場合供給弁に補助機能が与えることができる。たとえば、供給弁はシステム内部において、比例シャトル弁と支持脚弁とに選択的に供給を行なうための比例作動弁として構成されていてよい。
【０００７】
安全ルーチンは、以下の状態もしくは物理量のそれぞれ、或いはこれらの組み合わせに応答する種々の評価部分を有しているのが有利である。
−供給弁の作動状態（オン状態）、
−遠隔操作による走行デフォルト値の存在、比存在、
−所定の限界値よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差、
−所定の限界値よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差の速度、
−所定の限界値よりも大きな角速度。
【０００８】
さらに、液圧シリンダとして構成された駆動アッセンブリの底部側端部およびピストン棒側端部に圧力センサが配置され、この場合安全ルーチンが圧力センサの出力データに応答する評価部分を含んでいてよい。
【０００９】
さらに本発明の対象は、安全装置を備えたマスト操作装置の上記構成を有する大型マニピュレータにも関する。
本発明による処置は、方法によれば、屈曲マストのマストアームがそれぞれ駆動アッセンブリにより互いに相対的に回動可能であり、隣接するマストアームまたはマスト台に対するマストアームの相対位置を常時測定して姿勢制御するようにした大型マニピュレータにおける屈曲マストの安全を監視するため、マストアームの姿勢測定値を、所定の安全限界値からのずれに応じて、駆動アッセンブリの安全制御に使用する。特に、安全限界値を越えたときには警告信号を発することができる。マストアーム用の駆動アッセンブリを圧力油で液圧制御する場合には、安全限界値からずれた場合、駆動アッセンブリへの圧力油の供給を行い、或いは遮断するのが特に有利であることが明らかとなった。特に、圧力油の供給を遮断しているときの定常作動においては、角速度がゼロでなく且つ所定の限界値を越えていないときに圧力油の供給と姿勢制御とを行なう。「定常作動」とは、屈曲マストが運動していないときのポンプ作動のことである。角速度が低いときは、評価基準的には、液圧システムに小さな漏れがあること、或いは調整部材または駆動アッセンブリにわずかな欠陥があることを示唆しており、したがって緊急作動時には、姿勢制御を補助手段として屈曲マストを安全な搬送位置へ復帰制御させることがまだ可能である。しかし所定の偏差限界値を越えると、圧力油の供給が遮断され、よって姿勢制御も中止される。このとき操作者は現場で屈曲マストを防護するか、搬送のために収納する必要がある。
【００１０】
走行作動時に制御偏差が所定の限界値を越えたときも同様のケースが生じる。この場合には、圧力油の供給を行なっているときに圧力油の供給を中止し、よって姿勢制御も中止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
自動コンクリートポンプ１０は搬送車両１１と、たとえば２シリンダピストンポンプとして構成された濃厚物質ポンプ１２と、車両に固定の上下軸線１３のまわりを回転可能で、コンクリート搬送管１６を担持する担持体としてのコンクリート分配マスト１４とを有している。コンクリート処理を行なっている間に装入容器１７に連続的に装入される液状コンクリートは、コンクリート搬送管１６を介して、車両の位置から離れたところにあるコンクリート処理個所１８へ搬送される。
【００１２】
分配マスト１４は、液圧回転駆動部１９により上下軸線１３のまわりを回転可能なマスト台２１と、このマスト台２１において回動可能な屈曲マスト２２とを有している。屈曲マスト２２は、車両１１とコンクリート処理個所１８との間の可変な到達距離ｒと高度差ｈとヘ連続的に調整可能である。図示した実施形態の場合、屈曲マスト２２は互いに枢着結合されている５本のマストアーム２３ないし２７から成っている。これらのマストアーム２３ないし２７は、互いに平行に延び且つマスト台２１の上下軸線１３に対し垂直に延びている軸線２８ないし３２のまわりを回動可能である。これら屈曲軸線２８ないし３２によって形成される屈曲枢着部の屈曲角度ε１ないしε５（図２）と屈曲枢着部相互の配置とは、分配マスト１４が図１からわかるように複数回折畳まれた省スペースの搬送配置構成で車両１１上に収納可能であるように互いに整合されている。個々の屈曲軸線２８ないし３２に付設されている駆動アッセンブリ３４ないし３８を作動させることにより、屈曲マスト２２はコンクリート処理個所１８と車両位置との間の異なる距離ｒおよび（または）高度差ｈで折畳み可能である（図２）。
【００１３】
操作者は、ワイヤーレスの遠隔制御器５０を用いてマストの運動を制御する。この運動によって、エンドホース４３を備えたマスト先端３３がコンクリート処理領域を越えるように案内される。エンドホース４３は典型的には３ｍないし４ｍの長さを有し、マスト先端３３の領域に枢着して吊設されているため、またその固有弾性のために、コンクリート処理個所１８に対し好ましい位置でホース操作者によって保持される。
【００１４】
図示した実施形態の場合、遠隔制御器５０は、制御レバーとして構成された遠隔制御機構６０を有している。遠隔制御機構６０は３つの主調整方向において往復動させることができ、制御信号６４を発する。制御信号６４は、無線リンク６８を介して、車両固定の無線受信器７０へ送られる。無線受信器７０の出力側は、たとえばＣＡＮ−Ｂｕｓとして構成されたバスシステム７２を介してマイクロコントローラ７４に接続されている。マイクロコントローラ７４はソフトモジュール７６，７７を有しており、このソフトモジュール７６，７７を介して、遠隔制御器５０から受信された制御信号６４が読み取られ、変形され、姿勢制御器９２とその下流側の信号発生器９４とを介して駆動アッセンブリ３４ないし３６のための操作信号へ変換される。駆動アッセンブリ３４ないし３６の操作は比例シャトル弁として構成された調整部材８０ないし８４を介して行なう。調整部材８０ないし８４はその出力管８６，８７を、複動液圧シリンダとして構成された駆動アッセンブリ３４ないし３８の底部側とピストン棒側に接続されている。マスト台２１のための駆動アッセンブリ１９は液圧回転駆動部として構成され、調整部材８５を介して制御される。
【００１５】
補間回路ルーチン７６の下流側には、座標変換器７７として構成されたソフトモジュールが設けられ、その主要な課題は、円筒座標φ、γ、ｈとして補間される入力制御信号を所定の時間周期で回転軸線１３および屈曲軸線２８ないし３２における角度信号φ、εｉに変換することにある。この場合、屈曲マスト２２の不静定の屈曲軸線２８ないし３２の駆動アッセンブリはそれぞれ所定の距離・回動特性に応じて操作可能である。各屈曲軸線２８ないし３２は、屈曲枢着部が距離と時間に依存して互いに調和して運動するように、座標変換器７７内部でソフトウェアにより制御される。したがって屈曲枢着部の不静定の自由度の制御は、運動過程中での隣のマストアーム２３ないし２７との固有衝突を回避するために予めプログラミングされたストラテジ（戦略）にしたがって行なわれる。さらに、精度向上のために、荷重依存変形を相殺するためのデータ内にファイルされた修正データを使用してよい。このようにして座標変換器７７において算出された角度変化は、姿勢制御器９２において、角度検出器９６を介して測定された実際値と比較され、信号発生器９４を介して駆動アッセンブリ１９，３４ないし３８用の操作信号Ｕεに換算される。
【００１６】
入力走行データを円筒座標として補間して適宜変換する座標変換器６４を介して制御する以外に（前記特許文献１を参照）、個々の駆動アッセンブリ１９，３４ないし３６を操作機構６０と付属の調整部材６６ないし７６とを介して直接に制御してもよい。
【００１７】
さて、図３に図示した構成の特徴は、制御装置のマイクロコントローラ７４が、センサ９６の出力データに応答する評価・安全ルーチン１００であって比例シャトル弁として構成された調整部材８０を所定の安全基準に従って制御するための前記評価・安全ルーチン１００を有していることにある。調整部材はポンプ１０２と供給管１０４とを介して圧力油によって付勢される。供給管１０４内には遮断可能な供給弁１０６が設けられており、供給弁１０６はたとえば交互作動弁として構成されていてよく、交互作動弁を介して自動コンクリートポンプ１０の支持脚液圧系にも圧力油が選択的に供給される。供給弁１０６の領域には緊急遮断キー１０８が設けられており、緊急遮断キー１０８を介して操作者は緊急時に供給管１０４を介しての圧力油の供給を遮断させるとができる。図４を用いて詳細に後述するように、評価・安全ルーチン１００は信号線１１０，１１２を介して供給弁１０６へも作用する。さらに、故障時には安全ルーチンを介して音信号器または光信号器１１４が制御される。安全ルーチン１００においては、姿勢制御器９２においても評価される角度検出器９６の測定データが所定の安全基準に基づいて評価され、供給弁１０６、警告信号発生器１１４、信号発生器９４用の制御信号に変換されて、調整部材８０ないし８４が制御される。
【００１８】
評価・安全ルーチン１００における安全監視は軸線に関し行なわれる。その一例を、図４に図示した、１つの屈曲軸線の監視論理のフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
図４の安全ルーチン１００’は以下の量に対する評価部分（安全基準）を含んでいる。
入力量（比較量）
ε（ｔ）      ＝時点ｔにおける、選定した屈曲軸線の測定角度ε
ε目標値（ｔ）  ＝前記角度の目標値
Δε（ｔ）    ＝ε目標値（ｔ）−ε（ｔ）
＝時点ｔにおける制御偏差
【００２０】
Δεｇ        ＝制御偏差に対し設定可能な限界値
Ｖε          ＝（Δε（ｔ）−ε（ｔ−Δｔ））／Δｔ
＝時点ｔにおける角速度
Ｖεｇ          ＝前記角速度に対し設定可能な限界値（たとえば０．３゜／ｓ）
ＶΔε          ＝（Δε（ｔ）−Δε（ｔ−Δｔ））／Δｔ
＝時点ｔにおける制御偏差の変化速度
【００２１】
ＶΔεｇ        ＝前記変化速度に対し設定可能な限界値
Ｆε          ＝角度εに対する走行デフォルト値
０のとき：角度ε維持
０でないとき：角度ε変化（走行）
【００２２】
ＳＶ          ＝供給弁の制御（実際の状態）
＝１：調整部材への圧力油の供給（マスト解放）
同時に軸線を制御
＝０：調整部材への圧力油遮断
【００２３】
同時に軸線を非制御
出力量（設定量）
ＳＶ          ＝供給弁の制御（目標とする状態）
Ｕε          ＝軸線ε用の調整部材に対する制御値
Ｓ            ＝信号発生器への警告信号（たとえば警笛、光）
＝１：漏れ−警告
＝２：欠陥−警告  センサ／アクチュエータ
ＲＡ          ＝制御内部のエラーセル（ΔεｇまたはＶΔεｇに対する制御偏差を越えた時）
【００２４】
軸線に関する安全ルーチン１００’は、リアルタイムで且つ所定の時間間隔で経過する。メインブランチでは、供給弁の作動状態ＳＶ、エラーセルの状態ＲＡ、走行デフォルト値Ｆεを順次検査する。メインブランチにおいて角速度Ｖεと制御偏差Δεとがそれぞれの限界値から許容し難いほどにずれていないことが確認されれば、システムは制御可能であるので、エラー報知には至らない（反応なし）。これに対して角速度Ｖεまたは制御偏差Δεが限界値を越えると、軸線運動の停止（Ｕε＝０）および供給弁の遮断（ＳＶ＝０）のような比較的大きな欠陥を意味している。同時に、信号器１１４を介してセンサ／アクチュエータによる欠陥警告を行なう（Ｓ＝２）。この状況は、操作者に、発生したエラーを探させてこれを解消させる機会、或いは屈曲マストを手動で図１の搬送位置へもたらす機会を与える緊急遮断と作用的に同等である。
【００２５】
安全ルーチン１００’の左側のブランチは、特に定常状態においてたとえば屈曲マストを運動させずにコンクリートを塗布する場合に行なう。この場合遮断弁１０６は閉じており（ＳＶ＝０）、姿勢制御器９２はオフになっている。それにもかかわらず、該当する軸線の角速度Ｖεは付属の限界値Ｖεｇとの比較によって作動中監視される。小さな変化が生じれば供給弁１０６を通電させ（ＳＶ＝１）、よって姿勢制御器９２を始動させる。大きな漏れがある場合には（Ｎｏブランチ）、供給弁１０６と姿勢制御器９２とは切断したままである。両ケースとも漏れ警告（ｓ＝１）を発生させ、前者のケースでは、この漏れ警告は姿勢制御器を用いて屈曲マストを確実な搬送位置へ復帰制御させるための緊急作動を可能にさせる。これに対し、後者の場合にはマスト液圧系が無圧であるので、修復のみが可能であり、屈曲マストの操作はできない。
【００２６】
安全ルーチン１００’のフローチャートの右側のブランチは、走行作動時（Ｆεは０でない）の安全基準の評価を示している。この場合、調整部材に対する制御値Ｕεはさしあたりゼロではない。制御偏差Δεとこの制御偏差の変化速度ＶΔεとがそれぞれ限界値を越えていないかどうか順次検査する。越えていなければ、欠陥のない正常作動である（反応なし）。限界値の少なくとも１つを越えていれば、該当する調整部材に対する制御値Ｕεをゼロに設定し、制御内部のエラーセルをＲＡ＝１にセットする。
【００２７】
以上の安全ルーチンは、リアルタイム作動においてシステムのすべての軸線に対し適用される。
【００２８】
本発明を総括すると以下のようになる。
本発明は、屈曲マスト２２のマストアーム２３ないし２７がそれぞれ駆動アッセンブリ３４ないし３８により互いに相対的に回動可能である大型マニピュレータにおける屈曲マスト安全監視装置であって、隣接するマストアームまたはマスト台に対するマストアームの相対位置を常時測定して姿勢制御するようにした前記安全監視装置に関わる。本発明によれば、マストアームの姿勢測定値εｉを、所定の安全限界値からのずれに応じて、駆動アッセンブリ３４ないし３８の安全制御またはその調整部材８０ないし８４の安全制御に使用する
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】屈曲マストを折畳んだ状態の自動コンクリートポンプの側面図である。
【図２】図１の自動コンクリートポンプを、屈曲マストが作業位置にあるときに図示した図である。
【図３】安全監視型屈曲マストの操作装置の概略構成図である。
【図４】軸線に関する安全ルーチンのフローチャートである。
【図３】
2004526081.tif 000003
【図４】
2004526081.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004526081.tif 000005
2004526081.tif 000006
2004526081.tif 000007
2004526081.tif 000008
2004526081.tif 000009
2004526081.tif 000010
2004526081.tif 000011
2004526081.tif 000012
2004526081.tif 000013
2004526081.tif 000014
2004526081.tif 000015
2004526081.tif 000016
2004526081.tif 000017
2004526081.tif 000018
2004526081.tif 000019
2004526081.tif 000020
2004526081.tif 000021
2004526081.tif 000022
2004526081.tif 000023
2004526081.tif 000024
2004526081.tif 000025
2004526081.tif 000026
2004526081.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月17日(2003.4.17)
【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】
マスト台（２１）に枢着されているコンクリート分配マスト（１４）の屈曲マスト（２２）を操作するための装置であって、屈曲マストが少なくとも２つのマストアーム（２３ないし２７）を有し、マストアーム（２３ないし２７）が互いに平行で且つ水平方向の屈曲軸線（２８ないし３２）のまわりをマスト台（２１）に対し、または隣接するマストアームに対し、それぞれ液圧操作可能な駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により制限的に回動可能であり、個々の駆動アッセンブリ（３４ないし３８）に付設される調整部材（８０ないし８４）を用いてマストを運動させるための制御装置（５０，７４）にして、姿勢制御器（９２）を有し、遠隔制御可能である前記制御装置（５０，７４）と、個々のマストアーム、屈曲軸線、および（または）駆動アッセンブリに付設される、姿勢制御（９２）のための距離測定または角度測定用のセンサ（９６）とが設けられている前記装置において、
駆動アッセンブリ（３４ないし３８）が共通の供給管（１０４）を介して圧力油の供給を受けること、
制御装置（５０，７４）が、センサ（９６）の出力データに応答する安全ルーチン（１００，１００’）であって、共通の供給管（１０４）内に配置されている供給弁（１０６）を介して所定の安全基準に従い調整部材（８０ないし８４）を制御するための前記安全ルーチン（１００，１００’）を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
安全ルーチン（１００’）が、音または光の警告信号（１１４）を放出するための少なくとも１つの評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各駆動アッセンブリ（３４ないし３８）が複動の液圧シリンダを有していること、液圧シリンダが、付属の調整部材（８０ないし８４）を形成している比例シャトル弁を介して圧力油で付勢可能であること、比例シャトル弁が共通の供給管（１０４）を介して圧力油を供給されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
供給弁（１０６）が、マストアームに付設されている比例シャトル弁と支持脚弁とに選択的に供給を行なうための比例作動弁として構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
安全ルーチン（１００’）が、供給弁（１０６）の作動状態（ＳＶ）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
安全ルーチン（１００’）が、走行デフォルト値（Ｆε）の存在または非存在に対し遠隔制御部（６０）を介して応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（Δεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差（Δε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（ＶΔεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差の速度（ＶΔε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（Ｖεｇ）よりも大きな角速度（Ｖε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
液圧シリンダとして構成された駆動アッセンブリ（３４ないし３８）の底部側端部およびピストン棒側端部に圧力センサが配置されていること、安全ルーチンが圧力センサの出力データに応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
台架上に配置され、鉛直方向の回転軸線のまわりに回転可能なマスト台（２１）と、少なくとも２つのマストアーム（２３ないし２７）から構成され、コンクリート分配マスト（１４）を形成している屈曲マスト（２２）であって、そのマストアーム（２３ないし２７）が互いに平行で且つ水平方向の屈曲軸線（２８ないし３２）のまわりをマスト台（２１）に対し、または隣接するマストアームに対し、それぞれ液圧操作可能な駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により制限的に回動可能である前記屈曲マスト（２２）と、個々の駆動アッセンブリ（３４ないし３８）に付設される調整部材（８０ないし８４）を用いてマストを運動させるための制御装置（５０，７４）であって、遠隔操作可能で、且つ姿勢制御器（９２）を有している前記制御装置（５０，７４）と、個々のマストアーム、屈曲軸線、および（または）駆動アッセンブリに付設される、姿勢制御（９２）のための距離測定または角度測定用のセンサ（９６）とを備えた、コンクリートポンプ（１０）用の大型マニピュレータにおいて、
駆動アッセンブリ（３４ないし３８）が共通の供給管（１０４）を介して圧力油の供給を受けること、
制御装置（５０，７４）が、センサ（９６）の出力データに応答する安全ルーチン（１００，１００’）であって、共通の供給管（１０４）内に配置されている供給弁（１０６）を介して所定の安全基準に従い調整部材（８０ないし８４）を制御するための前記安全ルーチン（１００，１００’）を有していることを特徴とする大型マニピュレータ。
【請求項１２】
安全ルーチン（１００’）が、有利には音または光の警告信号（１１４）を放出するための少なくとも１つの評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１３】
各駆動アッセンブリ（３４ないし３８）が複動の液圧シリンダを有していること、液圧シリンダが、付属の調整部材（８０ないし８４）を形成している比例シャトル弁を介して圧力油で付勢可能であること、比例シャトル弁が共通の供給管（１０４）を介して圧力油を供給されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１４】
供給弁（１０６）が、マストアームに付設されている比例シャトル弁と支持脚弁とに選択的に供給を行なうための比例作動弁として構成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１５】
安全ルーチン（１００’）が、供給弁（１０６）の作動状態（ＳＶ）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の大型マニピュレータ。
【請求項１６】
安全ルーチン（１００’）が、走行デフォルト値（Ｆε）の存在または非存在に対し遠隔制御部（６０）を介して応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１５までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項１７】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（Δεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差（Δε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１６までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項１８】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（ＶΔεｇ）よりも大きな距離制御偏差または角度制御偏差の速度（ＶΔε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１７までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項１９】
安全ルーチン（１００’）が、所定の限界値（ＶΔεｇ）よりも大きな角速度（Ｖε）に応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１８までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項２０】
液圧シリンダとして構成された駆動アッセンブリ（３４ないし３８）の底部側端部およびピストン棒側端部に圧力センサが配置されていること、安全ルーチンが圧力センサの出力データに応答する評価部分を含んでいることを特徴とする、請求項１１から１９までのいずれか一つに記載の大型マニピュレータ。
【請求項２１】
屈曲マスト（２２）のマストアーム（２３ないし２７）がそれぞれ駆動アッセンブリ（３４ないし３８）により互いに相対的に回動可能であるコンクリートポンプの屈曲マスト安全監視方法であって、隣接するマストアームまたはマスト台に対するマストアームの相対位置を常時測定して姿勢制御するようにした前記安全監視方法において、
マストアーム（２３ないし２７）のための駆動アッセンブリ（３４ないし３８）を圧力ユニより液圧制御すること、
マストアーム（２３ないし２７）の姿勢測定値（εｉ（ｔ））を、所定の安全限界値からのずれに応じて、駆動アッセンブリ（３４ないし３８）の安全制御に使用すること、
安全限界値からずれた場合、駆動アッセンブリ（３４ないし３８）への圧力油の供給を行い、或いは圧力油の供給を遮断すること、
を特徴とする安全監視方法。
【請求項２２】
安全限界値を越えたときに警告信号を発することを特徴とする、請求項２１に記載の安全監視方法。
【請求項２３】
圧力油の供給を遮断しているときの定常作動において、角速度（Ｖε）がゼロでなく且つ所定の限界値を越えていないときに圧力油の供給と姿勢制御とを行なうことを特徴とする、請求項２１または２２に記載の安全監視方法。
【請求項２４】
圧力油の供給を行っている場合、制御偏差（Δε）および（または）角速度（Ｖε）および（または）制御偏差の速度（ＶΔε）が所定の限界値を越えたときに圧力油の供給と姿勢制御とを中止することを特徴とする、請求項２１から２３までのいずれか一つに記載の安全監視方法。
【国際調査報告】
2004526081.tif 000028
2004526081.tif 000029
2004526081.tif 000030
2004526081.tif 000031
2004526081.tif 000032
2004526081.tif 000033