(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回自在とされた旋回台（３）に第１ブーム（１）の基端部（１ａ）を起伏自在に連結し且つこれを上記旋回台（３）との間に配置した起伏駆動手段（７）によって起伏駆動可能とするとともに、
上記第１ブーム（１）の先端部（１ｂ）には伸縮駆動手段（９）により伸縮駆動される伸縮自在な第２ブーム（２）を該第１ブーム（１）の起伏面に沿って折曲自在に連結し且つこれを折曲駆動手段（８）により折曲駆動可能とし、
さらに上記第２ブーム（２）の先端部（２ｂ）側にかかる操作力を検出する操作力検出手段（３２）と、
該操作力検出手段（３２）により検出された操作力の方向と大きさに基づいて上記各駆動手段（７）〜（９）の作動方向と作動速度に関連する制御値を算出しこの制御値に基づいて該各駆動手段（７）〜（９）を作動させることで上記第２ブーム（２）の先端部（２ｂ）側に設定した制御基準点（Ｐ）を上記操作力に対応した方向及び速度で移動させる制御手段（３９）とを備えたバランサ装置であって、
上記制御手段（３９）は、上記制御基準点（Ｐ）の鉛直面内における移動に関して、上記第１ブーム（１）の起伏動と上記第２ブーム（２）の折曲動と伸縮動の三つの動作により決定される鉛直面内における動作領域として、上記第２ブーム（２）の折曲角度を最小に固定した状態で該第２ブーム（２）の伸縮動作と上記第１ブーム（１）の起伏動作とによって移動可能な第１の動作領域（Ｘ1）と、上記第２ブーム（２）の伸縮量を最小に固定した状態で該第２ブーム（２）の折曲動作と上記第１ブーム（１）の起伏動作とによって移動可能な第２の動作領域（Ｘ2）とを保有し、
上記第１の動作領域（Ｘ1）においては上記第２ブーム（２）の折曲角度を最小に固定したまま該第２ブーム（２）の伸縮動と上記第１ブーム（１）の起伏動のみによって上記制御基準点（Ｐ）の移動を制御し、上記第２の動作領域（Ｘ2）においては上記第２ブーム（２）の伸縮量を最小に固定したまま該第２ブーム（２）の折曲動と上記第１ブーム（１）の起伏動のみによって上記制御基準点（Ｐ）の移動を制御するように構成されていることを特徴とするバランサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、起伏駆動される起伏用ブームと、伸縮自在とされ且つ上記起伏用ブームの先端部に連結されて折曲駆動される折曲用ブームとを備え、該折曲用ブームの先端部に加えられる操作力に応じて上記各ブームを駆動させるように構成されたバランサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、作業者により加えられる操作力に応じてブームを駆動させて、例えばブーム先端部に設定した制御基準点を該操作力に対応する位置へ移動させるようにしたバランサ装置が種々提案されており、その一つとして、起伏駆動される起伏用ブームと、伸縮自在とされ且つ該起伏用ブームの先端部に連結されて折曲駆動される折曲用ブームとを備えたものがある。
【０００３】
ところで、このような起伏用ブームと伸縮自在な折曲用ブームとを備えたバランサ装置において、例えば上記折曲用ブームの先端部側に制御基準点を設定し、且つ該制御基準点を鉛直面内で移動させる場合には、起伏用ブームの起伏駆動手段と折曲用ブームの折曲駆動手段と伸縮駆動手段の合計三つの駆動手段がこれに関与し、これら三つの駆動手段が上記制御基準点部分に加えられる作業者からの操作力に応じて適宜作動することで該制御基準点が作業者の意図する位置に移動されるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のバランサ装置においては、鉛直面内での動作領域の全域において上記三つの駆動手段のいずれをも作動させ得るようにしていたため、作業者により指示される位置へ上記制御基準点を移動させる場合におけるこれら各駆動手段の組み合わせは多数存在し、従って、制御基準点の移動制御における上記各駆動手段の組み合わせの自由度が多い分だけ制御プログラムが複雑となりコストアップを招来することになる。
【０００５】
また、これら各駆動手段の組み合わせとか、これら各駆動手段相互間の作動の優先順位等の選定の如何によっては、例えば上記各ブームの高さを低く抑えた状態で上記制御基準点を所定位置に移動させることができる各駆動手段の組み合わせとか作動の優先順位が存在するにも拘わらず、これとは異なる各駆動手段の組み合わせとか作動の優先順位の選定によって各ブームの高さが高くなり、場合によってはブームと周辺機材等との干渉により作業が困難になるなど、作動の的確性という点において改善の余地があった。
【０００６】
そこで本発明は、制御系の簡略化によってコストダウンと作動の的確性との両立を可能としたバランサ装置を提案することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
即ち、旋回自在とされた旋回台３に第１ブーム１の基端部１ａを起伏自在に連結し且つこれを上記旋回台３との間に配置した起伏駆動手段７によって起伏駆動可能とするとともに、上記第１ブーム１の先端部１ｂには伸縮駆動手段９により伸縮駆動される伸縮自在な第２ブーム２を該第１ブーム１の起伏面に沿って折曲自在に連結し且つこれを折曲駆動手段８により折曲駆動可能とし、さらに上記第２ブーム２の先端部２ｂ側にかかる操作力を検出する操作力検出手段３２と、該操作力検出手段３２により検出された操作力の方向と大きさに基づいて上記各駆動手段７〜９の作動方向と作動速度に関連する制御値を算出しこの制御値に基づいて該各駆動手段７〜９を作動させることで上記第２ブーム２の先端部２ｂ側に設定した制御基準点Ｐを上記操作力に対応した方向及び速度で移動させる制御手段３９とを備えたバランサ装置において、上記制御手段３９が、上記制御基準点Ｐの鉛直面内における移動に関して、上記第１ブーム１の起伏動と上記第２ブーム２の折曲動と伸縮動の三つの動作により決定される鉛直面内における動作領域として、上記第２ブーム２の折曲角度を最小に固定した状態で該第２ブーム２の伸縮動作と上記第１ブーム１の起伏動作とによって移動可能な第１の動作領域Ｘ1と、上記第２ブーム２の伸縮量を最小に固定した状態で該第２ブーム２の折曲動作と上記第１ブーム１の起伏動作とによって移動可能な第２の動作領域Ｘ2とを保有し、上記第１の動作領域Ｘ1においては上記第２ブーム２の折曲角度を最小に固定したまま該第２ブーム２の伸縮動と上記第１ブーム１の起伏動のみによって上記制御基準点Ｐの移動を制御し、上記第２の動作領域Ｘ2においては上記第２ブーム２の伸縮量を最小に固定したまま該第２ブーム２の折曲動と上記第１ブーム１の起伏動のみによって上記制御基準点Ｐの移動を制御するように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
従って、本発明にかかるバランサ装置によれば、上記制御基準点Ｐの鉛直面内における動作領域での移動に際しては、該動作領域のうち、上記第１の動作領域Ｘ1においては上記起伏駆動手段７と上記伸縮駆動手段９の二つの駆動手段のみが、上記第２の動作領域Ｘ2においては上記起伏駆動手段７と上記折曲駆動手段８の二つの駆動手段のみが、それぞれ関与するものであるため、例えば従来のように動作領域の全域において三つの駆動手段の全てが作動可能とされている場合に比して、制御対象である駆動手段の数が少ない分だけ、上記動作領域での上記制御基準点Ｐの移動制御にかかる制御プログラムがより簡略化され、それだけ制御系のコストダウンが図れる。
【０００９】
また、上記各動作領域Ｘ1，Ｘ2における制御対象が少ないことから、制御プログラムの構築に際して、上記各ブーム１，２の高さをできるだけ低く抑えた状態で上記制御基準点Ｐの移動を可能とするようにプログラムを構築することが容易であり、その結果、該各ブーム１，２の高さが低く抑えられる分だけ、バランサ装置を使用しての実際の作業に際して該各ブーム１，２が周辺機材と干渉するのを可及的に防止し得る等、バランサ装置の作動の的確性、安全性という点において有用な効果が奏せられるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明にかかるバランサ装置の好適な実施形態として定置式のバランサ装置Ｚを示している。このバランサ装置Ｚは、取付基台５に固定された固定フレーム４に対して旋回自在に取り付けられた旋回台３の上端部３ａに、第１ブーム１の基端部１ａを、該第１ブーム１が鉛直面内で起伏自在なる如く連結し、且つこれを上記旋回台３との間に配置した起伏シリンダ７（特許請求の範囲中の「起伏駆動手段」に該当する）によって起伏駆動可能とする一方、該第１ブーム１の先端部１ｂには支点ピン２１を介して次述の第２ブーム２の基端部２ａが連結されている。尚、上記第１ブーム１の起伏角度は、起伏角度検出器１６によって検出される。
【００１１】
上記第２ブーム２は、基端ブーム２Ａと該基端ブーム２Ａに伸縮自在に内挿された先端ブーム２Ｂとからなり、その基端部２ａ（即ち、上記基端ブーム２Ａの基端部）が上記第１ブーム１の先端部１ｂに支点ピン２１によって連結されることで該第１ブーム１の起伏面、即ち、鉛直面に沿って折曲自在とされ、且つ該第１ブーム１との間に配置された折曲シリンダ８（特許請求の範囲中の「折曲駆動手段」に該当する）により折曲駆動されるようになっている。尚、この第２ブーム２の上記第１ブーム１に対する折曲角度（対機角度）は、折曲角度検出器１７によって検出される。
【００１２】
また、この第２ブーム２には伸縮シリンダ９（特許請求の範囲中の「伸縮駆動手段」に該当する）が設けられ、該伸縮シリンダ９の伸縮動によって該第２ブーム２は伸縮駆動されるようになっている。尚、上記第２ブーム２の伸縮長さは、伸縮長さ検出器１８によって検出される。
【００１３】
さらに、上記第２ブーム２の先端部２ｂ（即ち、上記先端ブーム２Ｂの先端部）には、該第２ブーム２の折曲面に直交する方向に設けられた支点ピン２２を介して次述のワーク載置台６が取り付けられている。
【００１４】
上記ワーク載置台６は、図１及び図２に示すように、上記支点ピン２２を介して上記第２ブーム２の先端部２ｂに枢支されるとともに上記先端ブーム２Ｂとの間に配置したレベリングシリンダ１０によって常時一定の対地姿勢が維持される載置台フレーム１３を備えている。そして、この載置台フレーム１３の上面側には、ターンテーブル１４が備えられており、該ターンテーブル１４はワーク旋回シリンダ１２によって適宜旋回駆動されるとともに、ワークチルトシリンダ２３によってチルト駆動されるようになっている。尚、ワーク載置台６のレベリング角度（対地角度）は、レベリング角検出器１９によって検出される。
【００１５】
また、この実施形態における上記バランサ装置Ｚは、後述のように、作業者の操作に伴う操作力に応じてその作動が制御されるバランスモードと、図示しない操作レバーの操作に対応してその作動が制御されるレバーモードの二つの操作モードを備え、これらを適宜選択して使用し、上記ワーク載置台６を所定位置に移動させるものであり、バランスモードでの作動制御において作業者の操作力を検出するために左右方向操作力検出器２７と前後方向操作力検出器２８と上下方向操作力検出器２９がそれぞれ設けられるとともに、上記操作レバーの操作状態を検出するレバー操作状態検出器（図示省略）が設けられている。
【００１６】
さらに、この実施形態においては、上記ワーク載置台６の位置制御に際してその制御基準となる制御基準点Ｐを上記第２ブーム２と上記ワーク載置台６との連結点である上記支点ピン２２の軸心位置に設定している。また、上記ワーク載置台６には、該ワーク載置台６に載置されるワークＷの重量とかバランサ装置Ｚの作動状態等の各種情報を表示するモニター２４と、該各種情報を音声報知するスピーカ２５が備えられている。
以上が上記バランサ装置Ｚの具体的な構造である。
【００１７】
次に、図３を参照して、この実施形態のバランサ装置Ｚにおける動作領域（即ち、上記制御基準点Ｐの移動領域）について説明する。
【００１８】
このバランサ装置Ｚの動作領域は、図３において「位置ａ」と「位置ｃ」と「位置ｇ」と「位置ｆ」と「位置ｄ」を結んで得られる略台形状の領域である。ここで、「位置ａ」は、上記第１ブーム１を最大起仰させた状態において、上記第２ブーム２を全伸させた時の制御基準点Ｐの位置である。「位置ｃ」は、上記「位置ａ」から上記第１ブーム１の倒伏動作のみによって上記制御基準点Ｐを下動限界線Ｌ0まで移動させた時の位置である。「位置ｄ」は、上記第１ブーム１を最大起仰させた状態において、上記第２ブーム２を全縮させた時の制御基準点Ｐの位置である。「位置ｆ」は、「位置ｄ」から上記第２ブーム２のみを最大折曲姿勢まで折曲させたときの位置である。「位置ｇ」は、「位置ｆ」から上記第１ブーム１のみを倒伏させて上記制御基準点Ｐを上記下動限界線Ｌ0上に位置させた時の位置である。従って、上記動作領域は、「位置ａ」から「位置ｃ」までの移動軌跡と、上記下動限界線「Ｌ0」と、「位置ｇ」から「位置ｆ」までの移動軌跡と、「位置ｆ」から「位置ｄ」までの移動軌跡と、「位置ｄ」から「位置ａ」までの移動軌跡とで囲まれる領域となる。
【００１９】
そして、この実施形態においては、このようなバランサ装置Ｚの動作領域を、制御上、次述の第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2の二つの領域に区画している。即ち、「位置ｄ」から上記第１ブーム１の倒伏のみによって上記制御基準点Ｐを上記下動限界線Ｌ0上に合致させたときの「位置ｅ」までの軌跡を領域区画線「Ｌ1」とし、この領域区画線「Ｌ1」によって上記動作領域を作業半径方向に区画し、該領域区画線「Ｌ1」よりも作業半径が大きい側の領域を第１の動作領域Ｘ1とし、小さい側の領域を第２の動作領域Ｘ2としている。
【００２０】
このような動作領域の区画に対応して、上記第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2のそれぞれにおける動作の制御形態を設定している。
【００２１】
即ち、この実施形態では、上記第１の動作領域Ｘ1においては、上記第２ブーム２の折曲角度を最小角度に固定し、該第２ブーム２の伸縮動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容するようにしている。また、上記第２の動作領域Ｘ2においては、上記第２ブーム２を全縮に固定し、該第２ブーム２の折曲動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容するようにしている。尚、上記領域区画線Ｌ1上は、上記第１の動作領域Ｘ1に含める。
【００２２】
以上のように二つの第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2とを設定することで、後述するように、上記バランサ装置Ｚの制御基準点Ｐの移動制御は、該各動作領域Ｘ1，Ｘ2のそれぞれに対応した制御形態で行われる。
【００２３】
続いて、上記バランサ装置Ｚの制御系について説明する。
【００２４】
図４には、この実施形態にかかるバランサ装置Ｚにおける制御系のブロック図を示している。この制御系の中心となるのが演算機能をもつ制御手段３９であって、該制御手段３９は状態検出手段３０と操作力検出手段３２及びモード切換手段３３からそれぞれ信号を受ける。
【００２５】
上記状態検出手段３０は、上記旋回角度検出器１５とを起伏角度検出器１６と折曲角度検出器１７と伸縮長さ検出器１８とレベリング角検出器１９で構成されるものであって、これら各検出器において検出される上記バランサ装置Ｚの状態に関する情報、即ち、上記第１ブーム１の起伏角度と旋回角度、上記第２ブーム２の折曲角度と伸縮長さ、及び上記ワーク載置台６のレベリング角に関する情報を後述の制御手段３９に出力する。
【００２６】
上記操作力検出手段３２は、操作手段３１からの操作に関連する信号を受けて操作力（実際上は操作速度）及び操作方向を後述の制御手段３９に出力するものであって、この実施形態においては、上記ワーク載置台６に備えた上記左右方向操作力検出器２７，前後方向操作力検出器２８及び上下方向操作力検出器２９の外に、上記レバー操作状態検出器をも含めたものがこれに該当する。また、この操作力検出手段３２に対して信号の出力を行う操作手段３１は、操作モードによって異なり、レバーモード設定時には上記操作レバーがこれに該当し、バランスモード設定時には作業者自身がこれに該当する。尚、この操作力検出手段３２は、後述のように、バランスモードが設定された時には、作業者による操作力が付与される以前の初期状態において荷重検出を行い、これを初期荷重値として出力するようにもなっている。
【００２７】
上記モード切換手段３３は、上述のように、レバーモードとバランスモードとの切り換えを行うものであって、作業者によって選択操作され、レバーモード設定時には操作レバーの操作量と操作方向に関連して上記操作力検出手段３２から出力される信号を、また上記バランスモード設定時には作業者から付与される操作力と操作方向に対応して上記操作力検出手段３２から出力される信号を、それぞれ選択的に後述の制御手段３９に出力するものである。
【００２８】
上記制御手段３９は、次述の目標座標位置演算部４０と動作領域判定部４６と目標値演算部４７とレベリング駆動用制御部４８及びブーム駆動用制御部４９とを備えている。
【００２９】
目標座標位置演算部４０は、初期座標位置演算手段４１と目標速度変換部４２と記憶部４３と積分器４４とを備えて構成される。
上記初期座標位置演算手段４１は、上記状態検出手段３０から入力される上記バランサ装置Ｚの状態に関する情報、即ち、上記第１ブーム１の起伏角度と旋回角度、上記第２ブーム２の折曲角度と伸縮長さ、及び上記ワーク載置台６のレベリング角に関する情報を受けて、幾何学計算により上記制御基準点Ｐの全体座標系（即ち、三軸方向の位置を示す座標系）における現在の位置、即ち、初期座標位置を求めるものである。そして、この初期座標位置演算手段４１で求められた初期座標位置は、記憶部４３において記憶保持されるとともに、後述の加算器４５に演算子の一つとして出力される。また、上記記憶部４３に記憶される初期座標位置は、後述の加算器４５で求められる目標座標位置を受けて順次更新記憶される。尚、上記初期座標位置演算手段４１における初期座標位置の演算処理は、レバーモード設定時とバランスモード設定時の双方において同一である。
【００３０】
上記目標速度変換部４２は、上記操作力検出手段３２からの操作力、操作方向に関連する信号を受けて、レバーモード設定時とバランスモード設定時のそれぞれにおいて、上記制御基準点Ｐの目標速度を算出するものである。
即ち、レバーモード設定時には、操作レバー（水平移動操作レバーと垂直移動操作レバー）の操作による作業者からの操作指令（具体的には、操作量と操作方向に関連する指令）を受けて、上記制御基準点Ｐを全体座標系において水平・垂直移動させる場合における目標速度を幾何学計算により求め、且つこれを出力する。
【００３１】
一方、バランスモード設定時には、先ず、上記操作力検出手段３２から出力される初期荷重値を受けてこれを記憶する一方、その後、作業者によって操作力が付与されると、記憶した初期荷重値と操作力付与後にこれを検出して出力される実荷重値とに基づいて、上記制御基準点Ｐの移動を意図して作業者により実際にかけられた操作力を算出し、上記制御基準点Ｐを全体座標系において水平・垂直移動させる場合における目標速度を幾何学計算により求めてこれを出力する。
【００３２】
上記積分器４４では、上記目標速度変換部４２からの目標速度を受けてこれを積分し、上記制御基準点Ｐの全体座標系上における目標位置の変化量を求める。ここで求められた目標位置変化量は、次述の加算器４５に出力される。
【００３３】
上記加算器４５では、上記記憶部４３からの初期座標位置に上記積分器４４からの目標位置変化量を加算して、全体座標系上における上記制御基準点Ｐの目標座標位置を算出し、この求められた目標座標位置を次述の動作領域判定部４６と目標値演算部４７にそれぞれ出力する。
【００３４】
上記動作領域判定部４６においては、全体座標系上における上記制御基準点Ｐの目標座標位置を、鉛直面上における位置を示す局所座標系上の位置に変換し、この局所座標系上の目標座標位置を基に、図３に示す動作領域図から現在の動作領域が第１の動作領域Ｘ1であるのか、第２の動作領域Ｘ2であるのかを判定し、この判定結果を領域判定信号として次述の目標値演算部４７に出力する。
【００３５】
上記目標値演算部４７においては、上記目標速度変換部４２からの目標速度と上記加算器４５からの目標座標位置がそれぞれ入力される。そして、上記目標速度と目標座標位置とに基づき幾何学計算により、目標角度、目標角速度、目標ブーム長さ、目標ブーム伸縮速度を、動作領域に対応してそれぞれ求める。即ち、現在の動作領域が第１の動作領域Ｘ1である場合には、制御対象が鉛直面上における上記第１ブーム１の起伏動と上記第２ブーム２の伸縮動、及び水平面上における上記旋回台３の旋回動であるので、ここでは上記第１ブーム１の起伏目標角度と上記第２ブーム２の伸縮目標長さ及び上記旋回台３の旋回目標角度とを求める。これに対して、現在の動作領域が第２の動作領域Ｘ2である場合には、制御対象が鉛直面上における上記第１ブーム１の起伏動と上記第２ブーム２の折曲動、及び水平面上における上記旋回台３の旋回動であるので、ここでは上記第１ブーム１の起伏目標角度と上記第２ブーム２の折曲目標角度及び上記旋回台３の旋回目標角度とを求める。尚、ここで求められた上記各目標値は次述のブーム駆動用制御部４９にバルブ指令値の演算要素として入力されるが、それと同時に、該各目標値のうち、起伏目標速度と折曲目標速度は次述のレベリング駆動用制御部４８に上記ワーク載置台６のレベリング制御要素として入力される。
【００３６】
上記ブーム駆動用制御部４９においては、上記目標値演算部４７から入力される各目標値と上記状態検出手段３０から入力される現在のブーム状態に関する情報（即ち、現在の起伏速度、折曲速度、伸縮長さ及び旋回角度）とに基づいて、上記制御基準点Ｐを目標位置に水平・垂直移動させる場合に必要な起伏用制御バルブ、折曲用制御バルブ、伸縮用制御バルブ及び旋回用制御バルブの作動量及び作動方向に関する指令値を求め、この各指令値を該各制御バルブの駆動手段３６に出力し、上記起伏シリンダ７、折曲シリンダ８、伸縮シリンダ９及び旋回モータ１１を適宜作動させる。
【００３７】
上記レベリング駆動用制御部４８においては、上記目標値演算部４７から入力される各目標値と上記状態検出手段３０から入力される現在の起伏速度と折曲角度とレベリング角とに基づいて、上記ワーク載置台６を上記第１ブーム１と第２ブーム２の作動に拘わらず常時一定姿勢に保持するに必要なレベリングバルブの作動量及び作動方向に関する指令値を求め、この指令値を該レベリングバルブの駆動手段３５に出力し、上記レベリングシリンダ１０を適宜作動させる。
【００３８】
尚、この実施形態においては、上記レベリング駆動用制御部４８とブーム駆動用制御部４９で特許請求の範囲中の「駆動手段３４」を構成している。
【００３９】
以上がこの実施形態にかかるバランサ装置Ｚにおける制御系の説明である。
【００４０】
続いて、このバランサ装置Ｚにおける実際の制御を、バランスモード設定時を例にとって説明する。
【００４１】
バランサ装置Ｚを使用しての作業に際し、例えば、制御系の電源投入と同時に、現在のバランサ装置Ｚの各ブーム１，２の状態が上記各検出器１５〜１９によって検出され、この検出値に基づいて上記制御基準点Ｐの初期座標位置が算出され且つ記憶保持される。また、作業者によるモード切換手段３３のバランスモードへの設定に伴って、上記ワーク載置台６の初期荷重値が該ワーク載置台６に設けた上記左右方向操作力検出器２７と前後方向操作力検出器２８と上下方向操作力検出器２９の検出値に基づいて算出され、且つこれが記憶保持される。以上で、バランスモードでの上記ワーク載置台６の移動制御の準備が整う。
【００４２】
しかる後、作業者が上記ワーク載置台６を所定の位置まで移動させることを欲し、上記ワーク載置台６部分に適宜大きさの操作力を適宜方向に向けて付与すると、この操作力の大きさ及び操作方向に対応した上記制御基準点Ｐの目標速度が算出されるとともに、この目標速度に基づいて目標位置の変化量が算出される。さらに、この目標位置の変化量と上記制御基準点Ｐの初期座標位置に基づいて、上記制御基準点Ｐを移動させるべき目標座標位置が算出される。
【００４３】
そして、この目標座標位置に基づいて、作動制御が行われる動作領域が第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2のいずれであるのかが判定される。この動作領域の判定により選択された動作領域において制御対象となるアクチュエータのみについてその作動の目標値が算出される。即ち、例えば、第１の動作領域Ｘ1である場合には、鉛直面上における上記第１ブーム１の起伏動と上記第２ブーム２の伸縮動、及び水平面上における上記旋回台３の旋回動のみが制御対象となるので、上記第１ブーム１の起伏目標角度と上記第２ブーム２の伸縮目標長さ及び上記旋回台３の旋回目標角度とが求められる。また、第２の動作領域Ｘ2である場合には、制御対象が鉛直面上における上記第１ブーム１の起伏動と上記第２ブーム２の折曲動、及び水平面上における上記旋回台３の旋回動であるので、上記第１ブーム１の起伏目標角度と上記第２ブーム２の折曲目標角度及び上記旋回台３の旋回目標角度とが求められる。
【００４４】
ここで求められた目標値に基づいてバルブ指令値が算出され、この指令値により上記起伏シリンダ７，折曲シリンダ８等の各アクチュエータが適宜動作することで、上記制御基準点Ｐ（即ち、上記ワーク載置台６上に載置されたワークＷ）は作業者の操作力により指示された方向へ、且つ指示された速度で移動されることになる。
【００４５】
また、この上記各ブーム１，２の動作に伴って、上記レベリングシリンダ１０の作動制御が行われることで、上記ワーク載置台６は該各ブーム１，２の動作に拘わらず一定の姿勢を保持することになる。
【００４６】
尚、レバーモード設定時の制御は、制御基準点Ｐの目標速度の算出の基礎となる情報が操作レバーの操作量と操作方向により与えられることを除いて、上記のレバーモード設定時の制御と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４７】
以上のように、この実施形態にかかるバランサ装置Ｚにおいては、上記制御基準点Ｐの鉛直面内における動作領域での移動についてみれば、該動作領域のうち、上記第１の動作領域Ｘ1においては上記起伏シリンダ７と上記伸縮シリンダ９の二つのアクチュエータのみが、上記第２の動作領域Ｘ2においては上記起伏シリンダ７と上記折曲シリンダ８の二つのアクチュエータのみが制御対象となることから、例えば従来のように動作領域の全域において起伏シリンダ７と折曲シリンダ８と伸縮シリンダ９の三つのアクチュエータの全てが制御対象となる場合に比して、制御対象の数が少ない分だけ、上記動作領域での上記制御基準点Ｐの移動制御にかかる制御プログラムがより簡略化され、それだけ制御系のコストダウンが図れることになる。
【００４８】
また、上記各動作領域Ｘ1，Ｘ2における制御対象が少ないことから、制御プログラムの構築に際して、上記各ブーム１，２の高さをできるだけ低く抑えた状態で上記制御基準点Ｐの移動を可能とするようにプログラムを構築することが容易であり、その結果、該各ブーム１，２の高さが低く抑えられる分だけ、バランサ装置Ｚを使用しての実際の作業に際して該各ブーム１，２が周辺機材と干渉するのを可及的に防止し得る等、バランサ装置Ｚの作動の的確性、安全性という点において極めて有用である。
【００４９】
その他
（１）  上記実施形態においては、上述のように、上記バランサ装置Ｚの動作領域として、図３に示すように第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2の二つの動作領域を設定したものについて説明し、且つかかる動作領域の設定によって上述の如き特有の効果が得られる旨の説明をしたが、上記特有の効果のうち、制御対象の減少による制御プログラムの簡略化という点は、上記実施形態の如く動作領域を第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2の二つに区画することのみによって得られるものではない。例えば、図５又は図６に示すような動作領域の設定によっても実現されるものである。
【００５０】
図５に示すものは、バランサ装置Ｚの全動作領域を、「位置ａ」と「位置ｂ」と「位置ｄ」と「位置ｃ」とで囲まれた第１の動作領域Ｘ1と、「位置ａ」と「位置ｃ」と「位置ｆ」と「位置ｅ」とで囲まれた第２の動作領域Ｘ2と、「位置ｃ」と「位置ｄ」と「位置ｇ」と「位置ｆ」とで囲まれた第３の動作領域Ｘ3の三つの領域に区画し、第１の動作領域Ｘ1においては上記第２ブーム２を全伸に固定した状態で該第２ブーム２の折曲動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容し、第２の動作領域Ｘ2においては上記第１ブーム１を最大に起仰させて固定した状態で上記第２ブーム２の伸縮動と折曲動のみを許容し、第３の動作領域Ｘ3においては上記第２ブーム２を最大に折曲させて固定した状態で該第２ブーム２の伸縮動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容する構成としたものである。
【００５１】
図６に示すものは、バランサ装置Ｚの全動作領域を、「位置ａ」と「位置ｂ」と「位置ｆ」と「位置ｅ」とで囲まれた第１の動作領域Ｘ1と、「位置ｂ」と「位置ｄ」と「位置ｉ」と「位置ｇ」と「位置ｆ」とで囲まれた第２の動作領域Ｘ2と、「位置ｂ」と「位置ｃ」と「位置ｄ」とで囲まれた第３の動作領域Ｘ3と、「位置ｅ」と「位置ｆ」と「位置ｇ」と「位置ｈ」とで囲まれた第４の動作領域Ｘ4と、「位置ｉ」と「位置ｊ」と「位置ｇ」とで囲まれた第５の動作領域Ｘ5の五つの領域に区画し、第１の動作領域Ｘ1においては上記第２ブーム２の折曲角度を最小に固定した状態で該第２ブーム２の伸縮動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容し、第２の動作領域Ｘ2においては上記第１ブーム１の起伏角度を「位置ｂ」又は「位置ｆ」における起伏角度に固定した状態で上記第２ブーム２の伸縮動と折曲動のみを許容し、第３の動作領域Ｘ3においては上記第２ブーム２を全伸で固定した状態で該第２ブーム２の折曲動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容し、第４の動作領域Ｘ4においては上記第２ブーム２を全縮に固定し且つ該第２ブーム２の折曲動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容し、第５の動作領域Ｘ5においては上記第２ブーム２の折曲角度を最大に固定した状態で該第２ブーム２の伸縮動と上記第１ブーム１の起伏動のみを許容したものである。
【００５２】
このように、図５あるいは図６にように動作領域を二以上に区画設定した場合にも、この区画された各動作領域Ｘ1〜Ｘ3、又は動作領域Ｘ1〜Ｘ5における制御対象を二つに設定することで、制御対象の減少による制御プログラムの簡略化という効果は実現されるものである。
【００５３】
しかしながら、この図５あるいは図６の如く上記動作領域を三つあるいは五つに区画して設定した場合には、各第１の動作領域Ｘ1〜第３の動作領域Ｘ3、又は第１の動作領域Ｘ1〜第５の動作領域Ｘ5のそれぞれにおける動作において、上記各ブーム１，２の高さをできるだけ低く抑えた状態で上記制御基準点Ｐの移動を可能とするようにプログラムを構築することは、特に各動作領域相互間の移行時の制御が複雑となることから、上記実施形態のように動作領域が第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2の二つである場合に比して、容易ではなく、従って、プログラムを構築の容易化という本発明に特有の効果の他の一つの実現が困難である。
【００５４】
これらのことから、本発明においては動作領域を図３に示すように、第１の動作領域Ｘ1と第２の動作領域Ｘ2の二つに特定したものである。
【００５５】
（２）  上記実施形態においては、上述のように、上記ワーク載置台６に、モニター２４とスピーカ２５とを備え、該モニター２４に上記ターンテーブル１４に載置されるワークＷの重量とか、制御状態に関する情報（例えば、現在の制御モードがレバーモードであるのかバランスモードであるのか、あるいは制御の異常の有無の情報）を文字あるいは画像にて表示するとともに、上記スピーカ２５によりこれを音声で報知させるようにしている。かかる構成とすることで、作業者は常時、作業に関係する情報を入手することができ、例えば過負荷状態における無理な操作等が確実に防止され作業上の安全性が確保されるとともに、上記情報に基づく適正な作業の実現により作業上の信頼性が向上することになる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、上記モニター２４を上記ワーク載置台６に直接設置したものを示しているが、このモニター２４の配置位置あるいは固定構造は作業上の必要に応じて適宜設定できるものであって、例えば上記ワーク載置台６にリンク機構とかフレキシブルチューブ等で固定し、作業者が見易い位置に移動させることができるようにしても良い。また、上記モニター２４への情報信号の送信を無線により行うことで、該モニター２４を作業者が見易い位置に固定配置することも可能である。
【００５７】
（３）  上記実施形態においては、定置式のバランサ装置Ｚを例にとって説明したが、本発明にかかるバランサ装置Ｚは定置式に限られるものではなく、例えば図７に示すように、バランサ装置Ｚをクローラ等の走行車両Ｙに搭載してこれを自走式とすることもできることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるバランサ装置の全体図である。
【図２】図１に示したバランサ装置におけるワーク載置台部分の拡大図である。
【図３】図１に示したバランサ装置の動作領域図である。
【図４】図１に示したバランサ装置における制御ブロック図である。
【図５】他のバランサ装置における動作領域図である。
【図６】他のバランサ装置における動作領域図である。
【図７】本発明にかかるバランサ装置の走行車両への搭載例を示す側面図である。
【符号の説明】
１は第１ブーム、２は第２ブーム、３は旋回台、４は固定フレーム、５は取付基台、６はワーク載置台、７は起伏シリンダ（起伏駆動手段）、８は折曲シリンダ（折曲駆動手段）、９は伸縮シリンダ（伸縮駆動手段）、１０はレベリングシリンダ、１１は旋回モータ、１２はワーク旋回シリンダ、１３は載置台フレーム、１４はターンテーブル、１５は旋回角度検出器、１６は起伏角度検出器、１７は折曲角度検出器、１８は伸縮長さ検出器、１９はレベリング角検出器、２０は支点ピン、２１は支点ピン、２２は支点ピン、２３はワークチルトシリンダ、２４はモニター、２５はスピーカ、２７は左右方向操作力検出器、２８は前後方向操作力検出器、２９は上下方向操作力検出器、３９は制御手段、４０は目標座標位置演算部、４１は初期座標位置演算手段、４２は目標速度変換部、４３は記憶部、４４は積分器、４５は加算器、４６は動作領域判定部、４７は目標値演算部、４８はレベリング駆動用制御部、４９はブーム駆動用制御部、Ｘ1〜Ｘ5は動作領域、Ｚはバランサ装置である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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