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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6185355
(24)【登録日】2017年8月4日
(45)【発行日】2017年8月23日
(54)【発明の名称】作業用移動体の照明装置
(51)【国際特許分類】
B60Q 1/24 20060101AFI20170814BHJP
B66C 15/00 20060101ALI20170814BHJP
A62C 27/00 20060101ALI20170814BHJP
【ＦＩ】
B60Q1/24 C
B66C15/00 H
A62C27/00 506
【請求項の数】7
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-204305(P2013-204305)
(22)【出願日】2013年9月30日
(65)【公開番号】特開2015-67185(P2015-67185A)
(43)【公開日】2015年4月13日
【審査請求日】2016年7月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】509080587
【氏名又は名称】株式会社モリタ
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(72)【発明者】
【氏名】箕浦 勝彦
(72)【発明者】
【氏名】木村 好伸
【審査官】
河村 勝也
(56)【参考文献】
【文献】
実開昭５４−１４１７８５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
特開２００２−０４３０７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０９−２８８９０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−１６３４１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２６０６９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６０Ｑ １／２４
Ａ６２Ｃ ２７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
旋回及び起伏を含む動作を行う作業用移動体に設置され、投光手段を有し、前記作業用移動体に対する姿勢変位が可能な本体部と、該本体部の前記作業用移動体に対する姿勢を制御する制御部とを備えた作業用移動体の照明装置であって、
前記制御部は、前記作業用移動体を所定位置に位置させ、前記本体部の投光手段から発せられる照明光を静止体の照明対象位置に照射した状態で、前記照明対象位置に対応する目標位置に対して、前記本体部に設定された基準位置から前記目標位置を指向して延びる基準線上に仮想目標位置を設定する仮想目標設定機能部と、前記仮想目標位置を設定した状態からの前記作業用移動体の動作に追随して、前記本体部の前記基準位置から前記照明光の照射方向に対応して延びる照射基準線が常に前記仮想目標位置を指向するように前記本体部の姿勢を制御する姿勢制御機能部とを備えていることを特徴とする作業用移動体の照明装置。
前記制御部は、前記作業用移動体を所定位置に位置させ、前記本体部の投光手段から発せられる照明光を静止体の照明対象位置に照射した状態で、前記照明対象位置に対応する目標位置に対して、前記本体部に設定された基準位置から前記目標位置を指向して延びる基準線上に仮想目標位置を設定する仮想目標設定機能部と、前記仮想目標位置を設定した状態からの前記作業用移動体の動作に追随して、前記本体部の前記基準位置から前記照明光の照射方向に対応して延びる照射基準線が常に前記仮想目標位置を指向するように前記本体部の姿勢を制御する姿勢制御機能部とを備えていることを特徴とする作業用移動体の照明装置。
【請求項2】
前記本体部には、ジャイロセンサと加速度センサとを含む慣性センサが設けられており、前記仮想目標設定機能部は、前記仮想目標位置を設定した状態における前記本体部の姿勢情報を記憶し、前記姿勢制御機能部は、前記作業用移動体の動作時に、前記仮想目標設定機能部で記憶された前記本体部の姿勢情報と、前記慣性センサで逐次検知される角度情報に基づいて、前記本体部の姿勢情報を逐次演算算出して、前記本体部の姿勢を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業用移動体の照明装置。
【請求項3】
前記本体部は、前記作業用移動体に対して、該作業用移動体の旋回方向に回動可能な第１作動部と、該第１作動部に対して、前記作業用移動体の起伏方向に回動可能で、前記投光手段が設けられた第２作動部とを備え、前記制御部の姿勢制御機能部は、前記第１作動部の回動と、前記第２作動部の回動とを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業用移動体の照明装置。
【請求項4】
前記本体部は、前記作業用移動体に対して、該作業用移動体の起伏方向に回動可能な第１作動部と、該第１作動部に対して、前記作業用移動体の旋回方向に回動可能で、前記投光手段が設けられた第２作動部とを備え、前記制御部の姿勢制御機能部は、前記第１作動部の回動と、前記第２作動部の回動とを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業用移動体の照明装置。
【請求項5】
前記本体部の前記作業用移動体に対する姿勢変位が所定範囲内に制限されており、前記姿勢制御機能部は、前記本体部の姿勢変位が規制される前記作業用移動体の動作範囲では、前記作業用移動体の動作に係らず、前記本体部の姿勢制御を停止し、前記作業用移動体が前記動作範囲を脱した位置で、前記本体部の姿勢制御を再開することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の作業用移動体の照明装置。
【請求項6】
前記慣性センサは、所定の基準以下の上記角度情報は前記姿勢制御機能部に出力しない不感機能を有することを特徴とする請求項２に記載の作業用移動体の照明装置。
【請求項7】
高所作業車に搭載される請求項１から６の何れか１項に記載の作業用移動体の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高所作業車としての梯子付消防自動車に搭載される伸縮式の梯子（先端屈折式のものも含む）、高所作業車としての屈折梯子付消防自動車に搭載される伸縮・屈折式の塔（ブーム）、その他の高所作業車に搭載される伸縮式のブーム、車両や固定設備に搭載されるクレーン等の作業用移動体に設置される照明装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、梯子付消防自動車は、高層ビル火災などの高所での火災現場で消火活動や救助活動を行うために活躍している。梯子付消防自動車には、作業用移動体として伸縮式の梯子（先端屈折式のものも含む）が搭載されており、梯子の先端に装着されたバスケットや、梯子の上面（背面）にスライド移動自在に設置されたリフタに消防士等が搭乗して消火活動や救助活動を行う。
【0003】
梯子付消防自動車を火災現場の近くに停車させた後、梯子を旋回、起伏及び伸縮移動させて、梯子の先端部を消火活動や救助活動に適した位置に安全かつ速やかに移動させるが、夜間などでは、梯子の先端部を移動させる対象位置であるビルの火災区画が見難いため、梯子に設置した照明装置で火災区画を照射して、梯子の安全かつ速やかな移動と、火災区画での円滑な消火活動や救助活動が行えるようにしている。
【0004】
例えば、梯子を火災区画まで移動させる際に、建築物、電柱、樹木といった周辺の障害物との干渉を回避しなければならない場合があり、この梯子の回避動作によって、照明装置の照射範囲が火災区画から外れてしまうことがある。このような場合、作業者が外部入力手段を操作して、照明装置に操作信号を出力し、照明装置の姿勢を適宜に修正して、照明装置が火災区画を常に照射できるようにしているが、作業者の負担が大きい。
【0005】
移動体を自動追尾して照明する装置については、多くの提案がなされているが（例えば、下記の特許文献１、２）、移動体の位置検出をセンサや画像処理等によって行う必要があり、しかも、自動追尾制御に複雑な演算処理が必要である。そのため、この種の自動追尾照明装置は高価であり、ビルの火災区画のような、静止体の対象位置を照明するために設置される作業用移動体の照明装置には適さない。また、建設機械に自動追従型の照明装置を設置したものもあるが（例えば、下記の特許文献３、４）、これらは旋回及び起伏移動する作業機の先端部分（バケットの部分）を照射するものであり、静止体の対象位置を照明するために設置される作業用移動体の照明装置には適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００１−６０４０６号公報
【特許文献2】特開２０００−１２３６１４号公報
【特許文献3】特開平６−１１８０号公報
【特許文献4】特開平５−１６２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、静止体の照明対象位置を、作業用移動体の動作に追随して、常に照明することができ、しかも、構成や制御が比較的簡素な作業用移動体の照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、本発明は、旋回及び起伏を含む動作を行う作業用移動体に設置され、投光手段を有し、作業用移動体に対する姿勢変位が可能な本体部と、本体部の作業用移動体に対する姿勢を制御する制御部とを備えた作業用移動体の照明装置であって、制御部は、作業用移動体を所定位置に位置させ、本体部の投光手段から発せられる照明光を静止体の照明対象位置に照射した状態で、該照明対象位置に対応する目標位置に対して、本体部に設定された基準位置から上記目標位置を指向して延びる基準線上に仮想目標位置を設定する仮想目標設定機能部と、上記仮想目標位置を設定した状態からの作業用移動体の動作に追随して、本体部の上記基準位置から照明光の照射方向に対応して延びる照射基準線が常に上記仮想目標位置を指向するように本体部の姿勢を制御する姿勢制御機能部とを備えた構成を提供する。
【0009】
上記構成において、本体部には、ジャイロセンサと加速度センサとを含む慣性センサが設けられており、仮想目標設定機能部は、上記仮想目標位置を設定した状態における本体部の姿勢情報を記憶し、姿勢制御機能部は、作業用移動体の動作時に、仮想目標設定機能部で記憶された本体部の姿勢情報と、慣性センサで逐次検知される角度情報に基づいて、本体部の姿勢情報を逐次演算算出して、本体部の姿勢を制御する構成とすることができる。
【0010】
また、上記構成において、本体部は、作業用移動体に対して、作業用移動体の旋回方向面内で回動可能な第１作動部と、第１作動部に対して、作業用移動体の起伏方向面内で回動可能で、投光手段が設けられた第２作動部とを備え、制御部の姿勢制御機能部は、第１作動部の回動と、第２作動部の回動とを制御する構成とすることができる。
【0011】
あるいは、上記構成において、本体部は、作業用移動体に対して、作業用移動体の起伏方向に回動可能な第１作動部と、第１作動部に対して、作業用移動体の旋回方向に回動可能で、投光手段が設けられた第２作動部とを備え、制御部の姿勢制御機能部は、第１作動部の回動と、第２作動部の回動とを制御する構成とすることができる。
【0012】
また、上記構成において、本体部の作業用移動体に対する姿勢変位が所定範囲内に制限されており、姿勢制御機能部は、本体部の姿勢変位が規制される作業用移動体の動作範囲では、作業用移動体の動作に係らず、本体部の姿勢制御を停止し、作業用移動体が上記動作範囲を脱した位置で、本体部の姿勢制御を再開する構成とすることができる。
【0013】
上記の慣性センサは、所定の基準以下の上記角度情報は姿勢制御機能部に出力しない不感機能を有していてもよい。
【0014】
本発明の照明装置は、梯子付消防自動車等の高所作業車に搭載される作業体に好適である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、静止体の照明対象位置を、作業用移動体の動作に追随して、常に照明することができ、しかも、構成や制御が比較的簡素な作業用移動体の照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】実施形態に係る梯子付消防自動車の側面図である。
【図2】実施形態に係る梯子付消防自動車の平面図である。
【図5】制御部による本体部の姿勢制御の制御ブロック図である。
【図6】本体部（第１作動部）の旋回方向の姿勢制御の一例を示す作動原理図である。
【図7】本体部（第１作動部）の旋回方向の姿勢制御の一例を示す作動原理図である。
【図8】本体部（第２作動部）の起伏方向の姿勢制御の一例を示す作動原理図である。
【図9】第１作動部の姿勢制御の停止と再開を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図１及び図２は、この実施形態に係る高所作業車としての梯子付消防自動車を示している。この梯子付消防自動車は、車両本体１と、車両本体１に搭載された作業用移動体としての伸縮式（複数段）の梯子２と、梯子２の基端部（第１段）２ａに設置された照明装置３と、梯子２の先端部に装着されたバスケット４とを備えている。照明装置３は、基端部２ａの側部の構造材に適宜の取付部材２ａ１（図３参照）を介して装着され、この実施形態において、照明装置３は、基端部２ａの両側部にそれぞれ設置されている。周知のように、車両本体１の後部に縦軸の旋回軸（旋回中心Ｘ）回りに旋回可能な旋回テーブル５が配設され、旋回テーブル５に支持フレーム６が取り付けられる。梯子２の基端部２ａは支持フレーム６に横軸の起伏軸（起伏中心Ｙ）を介して起伏移動自在に取り付けられる。梯子２は、複数段の梯子部材（図示省略）を入れ子式に組み合わせて構成され、伸縮駆動手段（図示省略）により伸縮作動され、起伏駆動手段（図示省略）により起伏作動され、旋回テーブル５により旋回作動される。なお、車両本体１にはアウトリガー・ジャッキ装置７が装備されており、梯子付消防自動車が火災現場の近傍に到着すると、アウトリガー・ジャッキ装置７が作動され、車両本体１が地上に安定的に支持される。
【0019】
図３は、図１及び図２における梯子２のＶ−Ｖ部分断面図、図４は、照明装置３を、梯子２の基端部２ａに対して平面視となる方向（図３のＷ方向）から見た図である。照明装置３は、本体部３Ａと制御部３Ｂとで構成され、この実施形態において、本体部３Ａは、基端部２ａの側部の構造材に適宜の取付部材２ａ１を介して装着され、取付部材２ａ１に対して基端部２ａの平面方向と直交する方向の軸（回動中心Ｚ１）回りに回動可能な第１作動部３ａと、第１作動部３ａに対して基端部２ａの平面方向と平行な方向の軸（回動中心Ｚ２）回りに回動可能な第２作動部３ｂとを備えている。第１作動部３ａが基端部２ａに対して回動中心Ｚ１回りに回動し、換言すれば、基端部２ａの旋回方向に回動し、及び／又は、第２作動部３ｂが第１作動部３ａに対して回動中心Ｚ２回りに回動し、換言すれば、基端部２ａの起伏方向に回動し、これらの回動動作によって、基端部２ａに対する本体部３Ａの姿勢が変位する。本体部３Ａの基端部２ａに対する初期姿勢は、図４において、第２作動部３ｂの回動中心Ｚ２が基端部２ａの幅方向と一致し、回動中心Ｚ２と直交する第１作動部３ａの方向が基端部２ａの長手方向と一致し、かつ、第２作動部３ｂの照射面３ｂ１が基端部２ａの平面方向と平行に基端部２ａの先端側を向いた状態である（以下、この状態を「原点状態」という。）。例えば、第１作動部３ａは、回動中心Ｚ１回りに１８０°（図４に示す原点状態から左右方向にそれぞれ９０°）の範囲で回動可能であり、第２作動部３ｂは、図４に示す原点状態から回動中心Ｚ２回りに正逆両方向にそれぞれ３６０°の範囲で回動可能である。ただし、第２作動部３ｂは、図４に示す原点状態から回動中心Ｚ２回りに正方向及び／又は逆方向にエンドレスで回動可能であってもよい。
【0020】
この実施形態において、制御部３Ｂは、本体部３Ａの第１作動部３ａの内部に収容されている。また、第１作動部３ａの内部には、制御部３Ｂに加え、第１作動部３ａを回動中心Ｚ１回りに回動させる回動機構、例えばサーボモータ（図示省略）と、第２作動部３ｂを回動中心Ｚ２回りに回動させる回動機構、例えばサーボモータ（図示省略）と、本体部３Ａの姿勢情報を検知するセンサ、例えばジャイロセンサと加速度センサとを含む慣性センサ、特に３軸のジャイロセンサと加速度センサとを含む３軸の慣性センサ３ｃが収容されている。例えば、第１作動部３ａの回動中心Ｚ１は、本体部３Ａの重心Ｇ（第１作動部３ａの重心又は本体部３Ａ全体の重心）を通り、この重心Ｇの位置に慣性センサ３ｃが配置されている。慣性センサ３ｃで検知される本体部３Ａの姿勢情報、この実施形態では、第１作動部３ａ及び第２作動部３ｂの回動に関する角度情報が制御部３Ｂに入力される。また、第２作動部３ｂの内部には、ＬＥＤ等の投光手段（図示省略）が収容され、投光手段から発せられる照明光は照射面３ｂ１から所定の広がり角（例えば約１００°以上）をもって所定方向に照射される。慣性センサ３ｃは、所定の基準以下の角度情報は姿勢制御機能部３Ｂ２に出力しない不感機能を有しており、例えば車両本体１から梯子２（基端部２ａ）伝わる振動やその他の外力により、本体部３Ａが微小変位しても、この微小変位は制御のファクターとはならない。尚、慣性センサ３ｃは、本体部３Ａの重心Ｇの位置に限らず、第１作動部３ａの回動中心Ｚ１上の任意の位置に配置すればよい。また、第１作動部３ａの回動中心Ｚ１は、本体部３Ａの重心Ｇからずれた位置に在ってもよい。
【0021】
図５は、制御部３Ｂによる本体部３Ａの姿勢制御の制御ブロック図である。制御部３Ｂは、仮想目標設定機能部３Ｂ１と姿勢制御機能部３Ｂ２とを備え、この実施形態では、さらにマニュアル制御機能部３Ｂ３を備えている。慣性センサ３ｃで検出される上記の角度情報は角度情報信号Ｓ１として姿勢制御機能部３Ｂ２に逐次入力され、姿勢制御機能部３Ｂ２は、本体部３Ａ（第１作動部３ａと第２作動部３ｂ）の回動機構３ｄに制御信号Ｓ２を出力する。マニュアル制御機能部３Ｂ３には、外部の入力手段１０から操作信号Ｓ３が入力され、マニュアル制御機能部３Ｂ３は、この操作信号Ｓ３に基づいて回動機構３ｄに制御信号Ｓ４を出力する。また、制御信号Ｓ４に基づく本体部３Ａの姿勢情報が姿勢情報信号Ｓ５として、マニュアル制御機能部３Ｂ３から仮想目標設定機能部３Ｂ１に送られる。
【0022】
仮想目標設定機能部３Ｂ１は、梯子２（基端部２ａ）を所定位置（図１及び図２に示す梯子２の初期搭載位置を含む。）に位置させ、本体部３Ａの第２作動部３ｂの投光手段から発せられる照明光を静止体の照明対象位置（例えば、火災が発生しているビルの火災区画）に照射した状態で、上記照明対象位置に対応する目標位置（この目標位置は、上記照明対象位置であっても良いし、上記照明対象位置から多少ずれた位置であってもよい。）に対して、本体部３Ａに設定された基準位置から上記目標位置を指向して延びる基準線上に仮想目標位置を設定すると共に、この仮想目標位置を設定した状態（仮想目標設定時）における本体部３Ａの姿勢情報を記憶する。例えば、仮想目標設定時に、本体部３Ａの基端部２ａに対する姿勢を図４に示す原点状態から変位させる場合、この姿勢変位は、マニュアル制御機能部３Ｂ３によって制御される。この場合、外部入力手段１０から操作信号Ｓ３がマニュアル制御機能部３Ｂ３に入力され、マニュアル制御機能部３Ｂ３は、この操作信号Ｓ３に基づいて、制御信号Ｓ４を回動機構３ｄに出力して、本体部３Ａを所定の姿勢に変位させる。また、この時の本体部３Ａの姿勢情報は、姿勢情報信号Ｓ５として、マニュアル制御機能部３Ｂ３から仮想目標設定機能部３Ｂ１に送られ、仮想目標設定機能部３Ｂ１は、この姿勢情報信号Ｓ５から得られる本体部３Ａの姿勢情報や仮想目標位置に関する既知の情報に基づいて、仮想目標設定時の本体部３Ａの姿勢情報を演算算出して記憶する。
【0023】
姿勢制御機能部３Ｂ２は、仮想目標設定時の状態からの基端部２ａの動作に追随して、本体部３Ａの上記基準位置から投光手段の照射方向に対応して延びる照射基準線が常に仮想目標位置を指向するように、本体部３Ａの姿勢を制御する。この姿勢制御機能部３Ｂ２による制御は、仮想目標設定機能部３Ｂ１に記憶された本体部３Ａの姿勢情報と、慣性センサ３ｃから逐次入力される角度情報に基づいて、本体部３Ａの姿勢情報を逐次演算算出し、この算出結果を制御信号Ｓ２として回動機構３ｄに出力することによって行われる。
【0024】
図６及び図７は、本体部３Ａ（第１作動部３ａ）の旋回方向の姿勢制御の一例を示す作動原理図である。なお、制御開始時、本体部３Ａの姿勢は常に図４に示す原点状態である（制御部３Ｂによる制御が終了すると、本体部３Ａが図４に示す原点状態に復帰するようになっている。）。また、図６及び図７において、Ｂは、梯子２（基端部２ａ）の旋回中心Ｘから、本体部３Ａ（第１作動部３ａの重心Ｇ）までの距離であり、基端部２ａに対する本体部３Ａの設置位置によって決まる。
【0025】
図６は、仮想目標設定時の状態を示している。仮想目標位置の設定は、例えば次のような態様で行う。まず、梯子２（基端部２ａ）を図１及び図２に示す初期搭載位置から所定位置まで作動させると共に、外部入力手段１０から操作信号Ｓ３をマニュアル制御機能部３Ｂ３に入力し、マニュアル制御機能部３Ｂ３により、本体部３Ａを図４に示す原点状態から所定の姿勢に変位させて、第２作動部３ｂの投光手段から発せられる照明光を静止体の照明対象位置Ｏ１に照射する。この状態で、本体部３Ａの基準位置、この例では本体部３Ａの重心Ｇ（回動中心Ｚ１上に位置する。）から、３次元空間内で上記照明光の照射方向（光軸Ｌ１）と平行な方向に延びる基準線Ｌ２を設定する。この基準線Ｌ２は、平面視で照明光の光軸Ｌ１から平行方向に距離δ１だけずれており、この基準線Ｌ２上に、照明対象位置Ｏ１に対応する目標位置Ｏ２が在る。照明装置３は、照明対象位置Ｏ１や目標位置Ｏ２までの距離は検知しないので、仮想目標設定機能部３Ｂ１により、本体部３Ａの重心Ｇから基準線Ｌ２に沿って所定距離Ａ0だけ離れた位置に仮想目標位置Ｏ３を設定する。この所定距離Ａ0は、目標位置Ｏ２までの距離よりも小さくなる場合もあるし、大きくなる場合もあるし、同じになる場合もある（目標位置Ｏ２までの距離が分からないため）。仮想目標位置Ｏ３が目標位置Ｏ２に近づくほど照射の精度は良くなる。また、上記の所定距離Ａ0は、仮想目標設定時に、その都度適宜に設定してもよいし、照明装置３を設置する作業移動体の構造や搭載態様、作業移動体の作業目的や作業態様等に応じて、予め固定値として設定しておいてもよい。
【0026】
上記の態様で仮想目標位置Ｏ３を設定すると、仮想目標位置Ｏ３と重心Ｇと基端部２ａの旋回中心Ｘとで、幾何学三角形ができる。重心Ｇと仮想目標位置Ｏ３との間の距離はＡ0、旋回中心Ｘと重心Ｇとの間の距離はＢ、旋回中心Ｘと仮想目標位置Ｏ３との間の距離はＣ、距離Ａ0の辺と距離Ｂの辺との間の角度はα0、距離Ｂの辺と距離Ｃの辺との間の角度はβ0である。距離Ａ0は、仮想目標位置Ｏ３を設定することによって決まり、距離Ｂは、基端部２ａに対する本体部３Ａの設置位置によって決まる。また、角度α0は、マニュアル制御機能部３Ｂ３から仮想目標設定機能部３Ｂ１に送られる姿勢情報信号Ｓ５から算出される。仮想目標設定機能部３Ｂ１は、既知の距離Ａ0と距離Ｂと角度α0の値から、余弦定理により距離Ｃと角度β0を演算算出し、仮想目標設定時における本体部３Ａの姿勢情報として、距離Ａ0、距離Ｂ、距離Ｃ、角度α0及び角度β0を記憶する。
【0027】
尚、仮想目標位置Ｏ３の設定は、照明対象位置Ｏ１に応じて、梯子２（基端部２ａ）のみを初期搭載位置から所定位置まで作動させて、または、梯子２（基端部２ａ）を初期搭載位置に維持し、本体部３Ａのみを図４に示す原点状態から所定の姿勢に変位させて、あるいは、梯子２（基端部２ａ）を初期搭載位置に維持し、かつ、本体部３Ａを図４に示す原点状態に維持した状態で行うこともできる。
【0028】
図７は、姿勢制御時の状態を示している。上記の仮想目標設定時の状態から梯子２（基端部２ａ）が旋回動作を行うと、その旋回動作に伴って、本体部３Ａ（第１作動部３ａ）に収容された慣性センサ３ｃが基端部２ａの旋回角の角度変位β1を逐次検出し、その角度変位β1は角度情報Ｓ１として姿勢制御機能部３Ｂ２に逐次入力される。姿勢制御機能部３Ｂ２は、仮想目標設定機能部３Ｂ１に記憶された距離Ｂ、距離Ｃ及び角度β0と、慣性センサ３ｃで逐次検出される角度変位β１に基づいて、基端部２ａの旋回角β2（距離Ｂの辺と距離Ｃの辺との間の角度）を算出し、本体部３Ａ（第１作動部３ａ）の重心Ｇから照明光の光軸Ｌ１と平行な方向に延びる照射基準線Ｌ３が常に仮想目標位置Ｏ３を指向するように、余弦定理により本体部３Ａ（第１作動部３ａ）の基端部２ａに対する旋回方向の角度α1を演算算出する。この算出結果は、制御信号Ｓ２として、姿勢制御機能部３Ｂ２から第１作動部３ａの回動機構３ｄに逐次出力され、これにより、第１作動部３ａが角度α1の位置まで回動する。
【0029】
上記の例では、本体部３Ａの基準位置を重心Ｇに設定したが、本体部３Ａの基準位置を、第２作動部３ｂの回動中心Ｚ２と照明光の光軸Ｌ１との交点Ｍに設定し、仮想目標設定時は、照明光の光軸Ｌ１と一致する基準線Ｌ２上に仮想目標位置Ｏ１を設定し、姿勢制御時は、照明光の光軸Ｌ１と一致する照射基準線Ｌ３が常に仮想目標位置Ｏ１を指向するように制御することも可能である。
【0030】
図８は、本体部３Ａ（第２作動部３ｂ）の起伏方向の姿勢制御の一例を示す作動原理図である。中央の図は、梯子２（基端部２ａ）が仰角を取っていない状態、上下の図は、梯子２（基端部２ａ）がそれぞれ仰角γを取った状態を示している。仮想目標位置Ｏ３の設定は、照明対象位置Ｏ１に応じて、上記のいずれかの状態で行うが、ここでは簡単のため、基端部２ａが仰角を取っていない状態（中央の図の状態）で仮想目標位置Ｏ３を設定し、この状態から基端部２ａが上方向に仰角γを取りながら起伏移動する場合（上の図の状態）を例にとって説明する。なお、図８において、Ｂ’は、梯子２（基端部２ａ）の起伏中心Ｙから、本体部３Ａ｛第２作動部３ｂの回動中心Ｚ２と照明光の光軸Ｌ１との交点Ｍから仰角線（仰角γの線）に下した垂線の位置）までの距離であり、基端部２ａに対する本体部３Ａの設置位置によって決まる。
【0031】
仮想目標位置Ｏ３の設定は上述した態様と同様の態様で行う。この例では、本体部３Ａの基準位置が、第２作動部３ｂの回動中心Ｚ２と照明光の光軸Ｌ１との交点Ｍに設定され、仮想目標設定時（この例では中央の図の状態）、本体部３Ａの基準位置Ｍから仮想目標位置Ｏ３を指向して延びる基準線Ｌ２は照明光の光軸Ｌ１と一致する。また、距離Ａ0は上述した態様で所定距離に設定され、基準位置Ｍと仰角線（仰角γの線）との間のずれ量δ２は本体部３Ａの構造によって決まる。この例では、基端部２ａの仰角γは０°である。仮想目標設定機能部３Ｂ１は、距離Ａ0と距離Ｂ’と仰角（γ＝０）とずれ量δ２を本体部３Ａ（第２作動部３ｂ）の姿勢情報として記憶する。
【0032】
上記の仮想目標設定時の状態から梯子２（基端部２ａ）が上方向に起伏動作を行うと、その起伏動作に伴って、本体部３Ａ（第１作動部３ａ）に収容された慣性センサ３ｃが基端部２ａの仰角の角度変位γを逐次検出し、その角度変位γは角度情報Ｓ１として姿勢制御機能部３Ｂ２に入力される。姿勢制御機能部３Ｂ２は、仮想目標設定機能部３Ｂ１に記憶された距離Ａ0、距離Ｂ’、仰角（γ＝０）、ずれ量δ２と、慣性センサ３ｃで逐次検出される角度変位γに基づいて、基端部２ａの仰角γを算出し、本体部３Ａ（第２作動部３ｂ）の基準位置Ｍから延びる照射基準線Ｌ３（光軸Ｌ１と一致）が常に仮想目標位置Ｏ３を指向するように、余弦定理により、第２作動部３ｂの基端部２ａに対する起伏方向の角度α2を演算算出する。この算出結果は、制御信号Ｓ２として、姿勢制御機能部３Ｂ２から第２作動部３ｂの回動機構３ｄに出力され、これにより、第２作動部３ｂが角度α2の位置まで回動する。
【0033】
姿勢制御機能部３Ｂ２は、上述したような第１作動部３ａの姿勢制御と、第２作動部３ｂの姿勢制御とを適宜に併用しながら、梯子２（基端部２ａ）の動作に追随して、本体部３Ａの姿勢を制御し、本体部３Ａ（第２作動部３ｂ）の投光手段から発せられる照明光が常に照明対象位置Ｏ１を照射するようにする。厳密には、照明光の光軸Ｌ１は照明対象位置Ｏ１の中心からずれる場合が多いが、このずれ量は、照明対象位置Ｏ１までの距離に比較して小さなものであり、また、照明光は所定の広がり角をもって照射されるので、照明対象位置Ｏ１を常に照明光の照射範囲内に収めることができる。
【0034】
上述したように、この実施形態において、本体部３Ａの第１作動部３ａは、図４に示す原点状態から回動中心Ｚ１回りに左右方向にそれぞれ９０°（合計１８０°）の範囲で回動可能であり、梯子２（基端部２ａ）がある動作範囲を超えて移動すると、第１作動部３ａが回動可能範囲の限界まで回動して、それ以上は回動できなくなる。姿勢制御機能部３Ｂ２は、このような第１作動部３ａの回動が規制される基端部２ａの動作範囲では、基端部２ａの動作に係らず、姿勢制御機能部３Ｂ２の回動制御を停止し、基端部２ａが上記の動作範囲を脱した位置で、第１作動部３ａの回動制御を再開する。例えば、図９は、基端部２ａ（図６及び図７に示す距離Ｂの位置が基準）が左回りに旋回移動し、第１作動部３ａが図４に示す原点状態（Ｐ0の位置）から左回りに回動する場合を示している。姿勢制御機能部３Ｂ２は、図６に示す角度α0、β0と図７に示す角度α1とβ1、β2に基づいて、第１作動部３ａの回動角度と基端部２ａの旋回角を検知することができる。基端部２ａの旋回移動に追随して、第１作動部３ａは左回りに回動するが、基端部２ａがＰ1の位置まで旋回移動すると、第１作動部３ａは原点状態から左方向に９０°回動して、それ以上は回動できなくなる。姿勢制御機能部３Ｂ２は、この状態を検知し、Ｐ1の位置で第１作動部３ａの回動制御を停止する。そして、姿勢制御機能部３Ｂ２は、第１作動部３ａの回動が規制される基端部２ａの動作範囲（Ｐ1〜Ｐ2〜Ｐ3の範囲）では、この停止状態を維持し、第１作動部３ａの回動が再び可能となる位置Ｐ3まで基端部２ａが旋回移動した時点で、第１作動部３ａの回動制御を再開する。回動制御の再開時、姿勢制御機能部３Ｂ２は、第１作動部３ａを右回りに１８０°回動させ、この状態から、基端部２ａの旋回移動に追随して、第１作動部３ａの回動を制御する。基端部２ａが右回りに旋回移動する場合も、同様の態様で制御が行われる。
【0035】
図１０は、他の実施形態に係る梯子２と照明装置３を示している（図１及び図２のＶ−Ｖ部分断面に対応する部分断面）。この実施形態において、本体部３Ａは、基端部２ａの側部の構造材に適宜の取付部材２ａ２を介して装着され、取付部材２ａ２に対して基端部２ａの平面方向と平行な方向の軸（回動中心Ｚ１）回りに回動可能な第１作動部３ａと、第１作動部３ａに対して基端部２ａの平面方向と直交する方向の軸（回動中心Ｚ２）回りに回動可能な第２作動部３ｂとを備えている。第１作動部３ａが基端部２ａに対して回動中心Ｚ１回りに回動し、換言すれば、基端部２ａの起伏方向に回動し、及び／又は、第２作動部３ｂが第１作動部３ａに対して回動中心Ｚ２回りに回動し、換言すれば、基端部２ａの旋回方向に回動し、これらの回動動作によって、基端部２ａに対する本体部３Ａの姿勢が変位する。第１作動部３ａの姿勢制御（回動制御）は、図８に示す作動原理図に準じて行い、第２作動部３ｂの姿勢制御（回動制御）は、図６及び図７に示す作動原理図に準じて行うことができる。
【0036】
本発明の照明装置は、梯子付消防自動車の伸縮式の梯子の他、屈折梯子付消防自動車の伸縮・屈折式のブーム、その他の高所作業車の伸縮式のブーム、車両や固定設備に搭載されるクレーン等の作業用移動体に設置することもできる。
【符号の説明】
【0037】
１ 車両本体２ 梯子（作業用移動体）
２ａ 基端部
３ 照明装置
３Ａ 本体部
３ａ 第１作動部
３ｂ 第２作動部
３ｂ１ 照射面
３ｃ 慣性センサ
３Ｂ 制御部
３Ｂ１ 仮想目標設定機能部
３Ｂ２ 姿勢制御機能部
３Ｂ３ マニュアル制御機能部
Ｚ１ 第１作動部の回動中心
Ｚ２ 第２作動部の回動中心
Ｇ 本体部の重心
Ｍ 第２作動部の回動中心と照明光の光軸との交点
Ｘ 基端部の旋回中心
Ｙ 基端部の起伏中心
Ｏ１ 照明対象位置
Ｏ２ 目標位置
Ｏ３ 仮想目標位置
Ｌ１ 照明光の光軸
Ｌ２ 基準線
Ｌ３ 照射基準線